09.05 原子弹出现之前爱因斯坦是如何知道原子核里面有着巨大能量的

1905年,爱因斯坦首次提出狭义相对论的概念,并从洛伦兹变换中推导出了质能方程。揭示了质量和能量之间的转换关系,非常小的质量亏损在光速平方的作用下,都可以产生巨大的能量。

1939年,德国科学家哈恩和斯特拉斯曼在用慢中子轰击铀核时,首次发现了原子核的裂变现象,发表了核裂变论文。到了1945年,第一颗原子弹在美国试爆成功,从此打开了潘多拉魔盒。

原子弹出现之前爱因斯坦是如何知道原子核里面有着巨大能量的

从时间线可以知道,原子弹的诞生和爱因斯坦并无关系,只是原子弹爆炸的原理可以通过爱因斯坦的质能方程解释而已。

但是,仅此而已。就拿着这个公式,你根本造不出原子弹。所以,爱因斯坦的质能方程并非是用来造原子弹的原理,那质能方程和原子弹有啥关系呢?

其实原子弹的原理和质能方程无关,只有解释原子弹爆炸威力时才需要用到质能方程。

原子弹出现之前爱因斯坦是如何知道原子核里面有着巨大能量的

根据爱因斯坦质能方程,可以计算出每一千克的质量可以转化为9×10^16焦耳的能量,相当于2100万吨的TNT爆炸所释放出的能量。

爱因斯坦质能转换规律具有宇宙普适性,也就是说不管在哪里,不管什么物质,你只要有办法逼出其全部的能量,就能得到上述的能量释放。

爱因斯坦质能方程给制造原子弹的颗行星提供了理论依据,原子弹的发明则是爱因斯坦质能方程理论验证。而原子弹在这个理论出台后40年才发明出来。

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其实原子弹属于核裂变,在重物质核裂变中,会发生质量亏损,这些亏损的质量就转化成了能量。核裂变质量亏损0.13%,也就是说参与核裂变1000克质量只有1.3克质量转化成了能量;而核聚变质量亏损为0.7%,氢弹是核聚变,因此能量转化率核裂变的5倍多,1000克参与核聚变的质量有7克质量转化成为能量。

原子能为何有着巨大而又神秘的力量

核能的获得主要有两种途径,即重核裂变与轻核聚变。重核裂变通俗可以概括成这么一句话:一个中子撞击一个原子核,产生两个原子核及多个中子并释放射线及能量,循环重复下去,不断有新的中子和原子核产生就不断有能量释放,为更好的理解重核裂变,建议可以和细胞分裂结合可能会更加明了;

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轻核聚变就更好理解了,简单来讲就是两个以上(含两个)轻核变成一个整体并释放能量的过程;原子之所以拥有巨大的力量,精髓就是这“裂”和“聚”,共同特点就是“撞击”、“高速撞击”就是原子能巨大而神秘力量的来源。


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