以上的图片由两幅图片组成。爱因斯坦本人从未到过原子弹爆炸的地方,他和原子弹没有直接的关系。爱因斯坦知道原子核包含巨大的能量,只是从质量能量方程中间接理解它。
质量能量方程的发现在
1905年,爱因斯坦首次提出狭义相对论的概念,并从洛伦兹变换推导出质量能量方程揭示了质量和能量之间的转换关系。非常小的质量缺陷在光速平方的作用下会产生巨大的能量。
| 1939年,德国科学家哈恩和斯特劳斯曼在用慢中子轰击铀原子核时首次发现了核裂变现象,并发表了关于核裂变的论文。1945年,第一颗原子弹在美国成功试验,从此打开了潘多拉的盒子。从时间轴上,我们可以知道原子弹的诞生与爱因斯坦无关,但是原子弹爆炸的原理可以用爱因斯坦的质量能量方程来解释。为什么
核反应如此强大?
根据质量-能量方程E = MC,1千克质量缺陷可以产生9×10 16焦耳的能量,而1吨梯恩梯当量等于4200兆焦耳,广岛原子弹等于15000吨梯恩梯当量
如此换算,1公斤质量缺损,相当于投下1400颗广岛原子弹
1千克的物质完全燃烧,并完全转化为能量。为什么两者的权力如此不同?这是因为燃烧只是化学键的断裂和重组,质量是守恒的。然而,核反应已经涉及到原子内部的变化,一旦发生质量损失,巨大的能量就会释放出来。
,本质上,核反应的力量来自原子核
核中的粒子力属于四种基本力中的强相互作用力
的强相互作用力在一定范围内是恒定的。与重力不同,距离越近,重力越大。夸克之间的强相互作用力约为160,000牛顿,原子核中粒子的强相互作用力也超过10,000牛顿。
这只是原子核所拥有的力。原子弹爆炸是利用中子撬动原子核的能量。
例如,铀235的原子核被中子撞击后,分裂成钡原子和氪原子,并产生两个中子,这两个中子将继续轰击其他铀235并产生链式反应
前后的质量不相等,缺陷质量转化为201兆电子伏的能量。即使像原子弹这样威力强大的武器,其质能转换率也只有0.135%,也就是说,只有1.35克重1公斤的核材料能转换成能量;氢弹的转换率约为0.7%,如此低的转换率会因强大的核力而释放出巨大的能量。
爱因斯坦的质能方程e = MC不仅适用于微观物体,也适用于宏观物质理论上,一张纸也能释放爆炸力,只要它能达到光子和光的电磁转换等条件,因为纸也是由原子组成的。