高二物理教案核聚变教案5页

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19．7 核聚变
★新课标要求
（一）知识与技能
1．了解聚变反应的特点及其条件.
2．了解可控热核反应及其研究和发展.
3．知道轻核的聚变能够释放出很多的能量,如果能加以控制将为人类提供广阔的能
源前景。
（二）过程与方法
通过让学生自己阅读课本，培养他们归纳与概括知识的能力和提出问题的能力
（三）情感、态度与价值观
1．通过学习，使学生进一步认识导科学技术的重要性，更加热爱科学、勇于献身科
学。
2．认识核能的和平利用能为人类造福，但若用于战争目的将给人类带来灾难，希望
同学们努力学习，为人类早日和平利用核聚变能而作出自己的努力。
★教学重点
聚变核反应的特点。
聚变反应的条件。
★教学方法
教师启发、引导，学生讨论、交流。
★教学用具：
多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。
★课时安排
1 课时
★教学过程
（一）引入新课
教师：1967 年 6 月 17 日，我国第一颗氢弹爆炸成功。从第一颗原子弹爆炸成功到第
一颗氢弹爆炸成功，我国仅用了两年零八个月。前苏联用了四年，美国用了 7 年。氢弹
爆炸释放核能是通过轻核的聚变来实现的。这节课我们就来研究聚变的问题.
学生：学生认真仔细地听课
点评：通过介绍我国第一氢弹爆炸，激发同学们的爱国热情。

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（二）进行新课
1．聚变及其条件
提问：请同学们阅读课本第一段，回答什么叫轻核的聚变？
学生仔细阅读课文
学生回答：两个轻核结合成质量较大的核，这样的反应叫做聚变。
投影材料一：核聚变发展的历史进程［1］
提问：请同学们再看看比结合能曲线（图 19.5-3），想一想为什么轻核的聚变反应能
够比重核的裂变反应释放更多的核能？
让学生了解聚变的发展历史进程。
学生思考并分组讨论、归纳总结。
学生回答：因为较轻的原子核比较重的原子核核子的平均质量更大，聚变成质量较
大的原子核能产生更多的质量亏损，所以平均每个核子释放的能量就更大
点评：学生阅读课本，回答问题，有助于培养学生的自学能力。
教师归纳补充：
（1）氢的聚变反应：
2
1H+21H→31He+11H+4 MeV、
2
1H+31H→42He+10n+17.6 MeV
（2）释放能量：ΔE＝Δmc2＝17.6 MeV，平均每个核子释放能量 3 MeV 以上，约
为裂变反应释放能量的 3～4 倍
提问：请同学们试从微观和宏观两个角度说明核聚变发生的条件？
学生阅读教材，分析思考、归纳总结并分组讨论。
得出结论
微观上：参与反应的原子核必须接近到原子核大小的尺寸范围，即 10-15 m，要使原
子核接近到这种程度，必须使它们具有很大的动能以克服原子核之间巨大的库仑斥力。
宏观上：要使原子核具有如此大的动能，就要把它加热到几百万摄氏度的高温。
点评：从宏观和微观两个角度来考虑核聚变的条件，有助于加深理解。
教师说强调：聚变反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就可
以维持反应持续进行下去，在短时间释放巨大的能量，这就是聚变引起的核爆炸。
教师补充说明：
（1）热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳和很多恒星的内部温度高达 107 K
以上，因而在那里进行着激烈的热核反应，不断向外界释放着巨大的能量。太阳每秒释
放的能量约为 3.8×1026 J，地球只接受了其中的二十亿分之一。太阳在“核燃烧”的过
程中“体重”不断减轻。它每秒有７亿吨原子核参与碰撞，转化为能量的物质是 400 万
吨。科学家估计，太阳的这种“核燃烧”还能维持 90 亿~100 亿年。当然，与人类历史相

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比，这个时间很长很长！
教师：希望同学们课后查阅资料，了解更多的太阳能有关方面的知识及其应用。
（2）上世纪四十年代，人们利用核聚变反应制成了用于战争的氢弹，氢弹是利用热
核反应制造的一种在规模杀伤武器，在其中进行的是不可控热核反应，它的威力是原子
弹的十几倍。
提问：氢弹爆炸原理是什么？
学生阅读教材：课本图 19.7-1 是氢弹原理图，它需要用原子炸药来引爆，以获得热
核反应所需要的高温，而这些原子炸药又要用普通炸药来点燃。
［教师点拨］
［录像］氢弹的构造简介及其爆炸情况。
根据你收集的资料，还能通过什么方法实现核聚变？
学生回答：日英开发出激光核聚变新方法、有人提出...