原子彈發明之前,愛因斯坦是如何知道原子核中含有巨大能量的?

2020-12-05 奇點使者

筆者-小文

宏觀世界的盡頭就是微觀,而縱觀宇宙中的一切物質,其實都是由最基本的原子組成的,包括地球上的生物以及人類。

而我們都知道,原子是指化學反應中不可再分割的基本粒子,一顆原子由質子和中子以及原子核構成。

原子是一種常見而又平凡的物質,可是,為什麼在原子變成原子彈之後卻具有驚人的威力呢?很多人都以為這是因為愛因斯坦對於原子的研究間接性地導致了原子彈這種可怕武器的催生,但其實,愛因斯坦和核武器並沒有多大關係。

在一張合成的圖片中,愛因斯坦出現在原子彈的試爆地點,導致很多人誤以為是愛因斯坦在研究核武器,但這只不過是謠言而已。

愛因斯坦從未出現在原子彈的爆炸地點,而愛因斯坦最早開始研究原子是在1905年,當時,愛因斯坦首次提出了狹義相對論,由洛倫茲變換推導出了質能方程。

而根據質能方程式,愛因斯坦發現,一些物質在發生質能和能量之間的轉化時,非常小的質量虧損在光速平方的作用下,就會爆發出驚人的能量。

而到了1939年,德國科學家哈恩和斯特拉斯曼在一次實驗中,利用慢中子轟擊鈾核時,首次發現了原子會產生驚人的核裂變現象,於是這兩位科學家發表了一篇關於原子核裂變的論文,由此,人類便打開了研究核武器的大門。

對比愛因斯坦研究質能方程式和德國科學家提出原子核裂變的論文,從時間上看兩者根本沒有直接的聯繫,因此,說是愛因斯坦導致了核武器的誕生這種說法完全是錯誤的。

那麼,為什麼原子會含有如此巨大的能量呢?科學家根據愛因斯坦的質能方程式推導出,一千克的質量虧損可以產生9×10的16次方焦耳的能量,換言之,當時美國在日本投下的原子彈中就含有1千克的核燃料,其爆炸的威力就相當於1.5噸TNT炸藥。

其次,當人們利用物質進行燃燒時,因為燃燒只是化學鍵的斷裂和重組,但質量仍然是守恆的,但核反應卻可以涉及到原子內部的變化,因此,一旦質量稍有虧損便會爆發出驚人的能量。

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  • 在原子彈發明之前,愛因斯坦是怎樣知道,原子核內含巨大能量的?
    在原子彈發明之前,愛因斯坦是怎樣知道,原子核內含巨大能量的?大家都知道,愛因斯坦的各種理論和成就,一直是學者學習的對象,其中尤其是原子核的偉大能量理論。而很多人就有一個疑問,在原子彈發明之前,愛因斯坦是如何知道的?
  • 原子彈發明前,愛因斯坦怎麼知道原子核中含有巨大能量?
    上圖是由兩張圖片合成的,愛因斯坦本人從未出現在原子彈的爆炸地點,並且他和原子彈之間沒有直接關係,愛因斯坦知道原子核中含有巨大能量,也僅僅是從質能方程間接了解的。質能方程的發現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。
  • 在原子彈發明之前,愛因斯坦是怎麼知道原子核蘊含著強大能量的?
    愛因斯坦是世界上最偉大的科學家之一,有很多人認為是愛因斯坦幫助美國研製出了原子彈,從而幫助美國結束了第二次世界大戰。但是事實上,愛因斯坦本人與原子彈的發明並沒有直接關係,不過愛因斯坦確實通過質能方程推導出了在原子核內蘊藏著巨大的能量,這才促使人們開始對原子能進行研究。
  • 在原子彈發明之前,愛因斯坦是怎麼知道原子核蘊含著強大能量的?
    愛因斯坦是世界上最偉大的科學家之一,有很多人認為是愛因斯坦幫助美國研製出了原子彈,從而幫助美國結束了第二次世界大戰。但是事實上,愛因斯坦本人與原子彈的發明並沒有直接關係,不過愛因斯坦確實通過質能方程推導出了在原子核內蘊藏著巨大的能量,這才促使人們開始對原子能進行研究。
  • 原子彈沒發明出來之前,愛因斯坦怎麼知道原子核裡有著巨大力量?
    要了解這一問題,首先還得知道質能方程式是怎麼來的,質能方程式和愛因斯坦的狹義相對論緊密相連,事實上愛因斯坦在提出狹義相對論之前,就意識到了很多與常識不符合的地方,在物理學家洛倫茲提出了洛倫茲變換的前提下,愛因斯坦進一步提出了兩個假設:一、任意一個光源在一切慣性參考系中的速度都是各向同性而且速度都為c;二、所有慣性參考系中的物理定律都是相同的。
  • 原子彈誕生之前,科學家是如何知道原子核裡藏著巨大能量的?
    引言:現在人們基本都談核色變,因為無論是核電站還是核武器都曾經給人類造成巨大的傷害,這種傷害一旦被歷史記錄了就會對後世造成影響。那麼在核武器被研發出來之前,科學家是怎麼知道原子核中蘊藏著巨大的能量呢?具有異於常人的前瞻性是愛因斯坦的一大特點,然而他生前的科學成就對人類科學發展的促進作用是直接明顯的,例如他對原子核的研究。提到人類首顆原子彈的發射,很多人也會聯想到愛因斯坦,據傳聞當時美國軍方邀請他參與到原子彈的研發計劃。儘管對於愛因斯坦是否接受了這個邀請目前仍未明確,但可以肯定的是愛因斯坦在原子領域的研究是卓越的。
  • 原子彈發明前,愛因斯坦是如何得知原子核中蘊藏著巨大能量的?
    原子彈的出現,使武器的破壞力又上了一個更高的層次。曾經有一個合成的圖片,裡面既有愛因斯坦,又有原子彈爆炸的現場,這使得許多人都認為這和愛因斯坦有關,其實這是誤傳的,因為在他的一生中,根本就沒有在原子彈爆炸的現場出現過。
  • 原子彈沒發明之前,愛因斯坦如何知道原子核中有神秘的巨大能量?
    1905年是愛因斯坦的奇蹟成就年,其中狹義相對論中重要的成果之一就是質能方程,E=mc^2。他根據普遍成立的能量守恆定律,建立起了質量和能量之間的關係。隨後,人們通過核反應所釋放出的巨大能量,完美驗證了愛因斯坦理論的正確性。
  • 原子彈和愛因斯坦有什麼關係?他如何知道原子核裡有著巨大能量?
    他的質能方程(E = mc^2)被印在無數T恤和海報上,早已家喻戶曉,你可以不知道方程怎麼來的,但你肯定見過它。 愛因斯坦於1905年在提交給《物理學年鑑》的一篇題為《一個物體的慣量是否取決於它所含的能量?》[1]的論文中提出了這個方程,讓物質的質量和能量相關聯。
  • 原子彈和愛因斯坦有什麼關係?他如何知道原子核裡有著巨大能量?
    他的質能方程(E = mc^2)被印在無數T恤和海報上,早已家喻戶曉,你可以不知道方程怎麼來的,但你肯定見過它。愛因斯坦於1905年在提交給《物理學年鑑》的一篇題為《一個物體的慣量是否取決於它所含的能量?》[1]的論文中提出了這個方程,讓物質的質量和能量相關聯。
  • 網友問:愛因斯坦是如何知道,原子核中蘊藏著巨大能量的?
    質能方程是愛因斯坦在1905年提出來的,那時候人類還不不知道核聚變與核裂變,也不知道原子核中蘊藏著巨大能量。在質能方程發現以前,科學家對太陽能量來源一直存疑,化學能是我們常用到的能源,以燃值最高的氫氣來說:2H2+O2=2H2O,ΔH=-286KJ/mol;假如太陽所有物質,都是氫氣和氧氣按照方程比例混合,那麼以目前太陽的發光強度
  • 原子彈是如何被發明的?為什麼愛因斯坦後悔同意研發原子彈?
    對於原子彈這個詞是怎麼來的?1913年,赫伯特 喬治 威爾斯出版的小說《世界解放》中描述了一個關於未來世界的噩夢,原子被武器化,於是他發明了「原子彈」這個詞,原子彈又是如何被發明的呢?1933年,威爾斯的小說引發了匈牙利物理學家利奧希拉德的關注,他開始思考是否能夠找到一種足夠多的元素,讓它吸收一個中子就會釋放兩個中子,二生四四生八,由此遞進,直到原子核自身的大量能量被釋放為止,那就能夠維持一個核鏈式反應,這並不是一個化學反應,而是核反應。
  • 原子彈的發明與愛因斯坦有關係嗎?
    愛因斯坦在1905年提出質能方程的時候,湯姆遜已經發現了原子中存在電子,雖然原子內部結構模型滿天飛,但是物理學家盧瑟福在1912年才發現了原子核的存在,愛因斯坦當時根本不可能知道自然界中存在核反應。因此,原子彈的原理和設計都與愛因斯坦無關。愛因斯坦只是一名偉大的理論物理學家,並不是工程師。
  • 在核裂變未發現之前,愛因斯坦是如何知道原子核中有巨大能量的?
    而廣義相對論是在狹義相對論的基礎上,將物體的運動拓展到非慣性參照系中,將引力和慣性力等效,確定了物體的運動遵循在引力場中沿著測地線運行的基本規律。另外,我們還非常熟悉愛因斯坦提出的質能方程,即E=m*c^2,這是科學界第一次將物體的質量與所具有的能量進行了統一,並且將它們之間的關係進行了量化,那麼這個公式是怎麼來的呢?其實,這個公式也來自於狹義相對論。
  • 愛因斯坦發明了原子彈?不,他只是和平的捍衛者
    這是誤解,一些人以為一個質能方程就能發明原子彈?質能方程只是闡述了質量和能量的關係,表明的質量和能量是統一的,能夠用來解釋為什麼核反應會釋放出這麼多的能量,但是不能解釋為什麼會發生核反應。愛因斯坦在1905年提出質能方程的時候,湯姆遜已經發現了原子中存在電子,雖然原子內部結構模型滿天飛,但是物理學家盧瑟福在1912年才發現了原子核的存在,愛因斯坦當時根本不可能知道自然界中存在核反應。因此,原子彈的原理和設計都與愛因斯坦無關。愛因斯坦只是一名偉大的理論物理學家,並不是工程師。
  • 從宇宙本源到原子彈,看愛因斯坦的生死方程如何掌控人類命運
    1933年,西拉德反覆研究了之前阿爾法粒子撞擊原子核的實驗,他突然發現實驗之所以失敗是因為方法出現嚴重錯誤:原子核帶正電荷,而阿爾法粒子也帶正電荷,兩個正電荷粒子接近的過程中必然會互相排斥,因此阿爾法粒子總是無法準確命中原子核。
  • 愛因斯坦製造了原子彈?跟他關係不大,只是提供了理論支持
    實際上質能方程和原子核中的巨大能量並不是大家想像的那種關係,而是愛因斯坦在洛倫茲變換和兩個基本假設:光速不變和慣性參考系中的物理定律都是在相同的前提下,推導出了狹義相對論的公式,闡述了質量與能量的關係。
  • 原子彈威力那麼大,愛因斯坦後悔發現E=mc質能方程了嗎?
    因為在愛因斯坦的質能方程發現之時,盧瑟福甚至都還沒發現原子核,因為盧瑟福到1911年才用α粒子的散射發現了原子核,而裂變所需的各個過程還早著呢!而當時他們卻一臉懵逼,根本不知道鈾原子受到撞擊後分裂意味著什麼,一直到1938年哈恩才搞清楚這就是所謂的裂變,而且能釋放出巨大的能量。
  • 愛因斯坦對原子彈的貢獻,說實話,真沒想像中的大
    作出這一預言的著名科學家就是愛因斯坦。他以深刻的洞察力揭示了核武器對人類巨大的威脅。他曾為遭受原子彈襲擊的日本平民感到深深的愧疚。他還曾懺悔到:「當初如果我知道希特勒造不出原子彈,我連手指頭也不會動下。」
  • 沒有愛因斯坦的質能方程就沒有原子彈的出現?事實並非如此
    質能方程的含義相信很多讀者朋友都了解,在這篇論文中,愛因斯坦指出物體的質量是其能量含量的量度。簡單來說就是質量越大的物體,它所蘊含的能量越多,其數學形式就是:E=mc^2。,圖片上採用的是動能方式推導得到質能方程,過程一目了然(只是前提需要你知道狹義相對論中的質量增加效應)而圖片中最後的結論是:一個物體的動能等於它的總能量減去其靜止時具備的能量。