精讲《从一到无穷大》-45如何制造原子&弹和氢弹?
之前我们通过很多期节目来讨论了原子核。我们知道了原子核内部有质子和中子,还知道了原子核在外界冲击的作用下可以分成几块,同时释放出巨大的能量,这就是原子能或者叫核能。
精讲《从一到无穷大》-45如何制造原子&弹和氢弹?
之前我们通过很多期节目来讨论了原子核。我们知道了原子核内部有质子和中子,还知道了原子核在外界冲击的作用下可以分成几块,同时释放出巨大的能量,这就是原子能或者叫核能。
在1945年,美国在二战的最后阶段,向日本的广岛和长崎投放了两颗原子D。耀眼的闪光和巨大的轰鸣之后,二十余万人死伤,城市被夷为平地。从此人们认识到了原子&弹的巨大威力,原子&弹的原理和结构是什么样的呢?今天就和大家来聊一聊原子D和氢弹的话题。
我们首先从1905年物理学上第二个奇异年说起。之所以说是第二个,是因为第一个物理学奇异年是1666年。在那一年牛顿回到乡下老家躲避瘟疫,在苹果树下读书被苹果砸了。在一年半的时间里,牛顿发明了微积分,发现了光的色散,并产生了万有引力思想的萌芽,奠定了近代数学、光学和力学的基础。人们认为这是前无古人后无来者的事儿,于是就把1666年称为牛顿奇迹年。
两百多年之后的1905年,大学毕业五年,在瑞士专利局默默无闻的小职员爱因斯坦,犹如再次坐到了牛顿的苹果树下,一连发表了N篇学术论文,阐述了关于分子动理论、相对论、光电效应等等的问题。这几篇论文中每一篇都在科学史上有举足轻重的地位。于是后人也将这一年称之为爱因斯坦奇迹年。
在爱因斯坦的一篇论文物体的惯性同它所含的能量有关原子&弹论文中,爱因斯坦阐述了他的观点,物体的能量和它的质量有关,质量越大的物体能量越大,这就是著名的质能方程E等于MC方,其中E表示物体的能量,M是物体的质量,而C呢表示真空中的光速。如果一个物体质量是1000克的话,按照这个方程,物体具有的能量就有9乘以10的16次方焦耳那么大,大约相当于2000万吨TNT释放的能量。但是在通常的情况下,你不会见到1000克的物体有这么大的威力。这是因为只有在某些过程中,比如核反应或者正反物质湮灭的过程中,质量发生了亏损,这个能量才会释放出来。
科学研究发现,同样的质子和中子组成不同的原子核时,平均质量是不同的。如果组成小序号的原子核或者大序号的原子核,平均一个核子的质量会比较大,而组成中等序号的原子核平均一个核子质量就会比较小了如我们之前所说,铁原子核是最稳定的……