09.05 原子彈出現之前愛因斯坦是如何知道原子核裡面有著巨大能量的

1905年,愛因斯坦首次提出狹義相對論的概念,並從洛倫茲變換中推導出了質能方程。揭示了質量和能量之間的轉換關係,非常小的質量虧損在光速平方的作用下,都可以產生巨大的能量。

1939年,德國科學家哈恩和斯特拉斯曼在用慢中子轟擊鈾核時,首次發現了原子核的裂變現象,發表了核裂變論文。到了1945年,第一顆原子彈在美國試爆成功,從此打開了潘多拉魔盒。

原子彈出現之前愛因斯坦是如何知道原子核裡面有著巨大能量的

從時間線可以知道,原子彈的誕生和愛因斯坦並無關係,只是原子彈爆炸的原理可以通過愛因斯坦的質能方程解釋而已。

但是,僅此而已。就拿著這個公式,你根本造不出原子彈。所以,愛因斯坦的質能方程並非是用來造原子彈的原理,那質能方程和原子彈有啥關係呢?

其實原子彈的原理和質能方程無關,只有解釋原子彈爆炸威力時才需要用到質能方程。

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根據愛因斯坦質能方程,可以計算出每一千克的質量可以轉化為9×10^16焦耳的能量,相當於2100萬噸的TNT爆炸所釋放出的能量。

愛因斯坦質能轉換規律具有宇宙普適性,也就是說不管在哪裡,不管什麼物質,你只要有辦法逼出其全部的能量,就能得到上述的能量釋放。

愛因斯坦質能方程給製造原子彈的顆行星提供了理論依據,原子彈的發明則是愛因斯坦質能方程理論驗證。而原子彈在這個理論出臺後40年才發明出來。

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其實原子彈屬於核裂變,在重物質核裂變中,會發生質量虧損,這些虧損的質量就轉化成了能量。核裂變質量虧損0.13%,也就是說參與核裂變1000克質量只有1.3克質量轉化成了能量;而核聚變質量虧損為0.7%,氫彈是核聚變,因此能量轉化率核裂變的5倍多,1000克參與核聚變的質量有7克質量轉化成為能量。

原子能為何有著巨大而又神秘的力量

核能的獲得主要有兩種途徑,即重核裂變與輕核聚變。重核裂變通俗可以概括成這麼一句話:一箇中子撞擊一個原子核,產生兩個原子核及多箇中子並釋放射線及能量,循環重複下去,不斷有新的中子和原子核產生就不斷有能量釋放,為更好的理解重核裂變,建議可以和細胞分裂結合可能會更加明瞭;

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輕核聚變就更好理解了,簡單來講就是兩個以上(含兩個)輕核變成一個整體並釋放能量的過程;原子之所以擁有巨大的力量,精髓就是這“裂”和“聚”,共同特點就是“撞擊”、“高速撞擊”就是原子能巨大而神秘力量的來源。


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