注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

教育情怀 博客

一个教师的思想能走多远,他的学生就能走多远!

 
 
 

日志

 
 

费米用纸片测原子弹的能量  

2012-10-08 13:30:35|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |
很喜欢这个故事,每届学生用好方法解决问题,或遇估测问题时,总会给学生讲这个故事。

 1945年7月16日凌晨,美国新墨西哥州的沙漠上,爆炸了第一颗原子弹。“轰”的一声,蘑菇云腾空而起,强大的冲击波掀起猛烈的气浪。参加试验的人们全都伏在附近的掩体里,等待着试验的结果。突然从掩体里跃出一个人,他向着原子弹爆炸的试验场飞跑,一边跑一边从衣袋里掏出一把纸片,举在头上迎风撒开。纸片立即像长了翅膀一样随着气流飞翔起来。他又马上转过身大步追赶被刮走的纸片。躲在掩体的人这才看清楚了,他是有名的意大利物理学家费米。

 费米用纸片测原子弹的能量 - 教育情怀 - 教育情怀 博客

  大家被费米这种突如其来的行动惊呆了!在这样紧张危险的时刻,他这样是干什么呢?只见费米拾起落到地上的纸片,气喘吁吁地对大家喊道:“诸位!爆炸的威力相当2万吨T.N.T(一种烈性炸药)!”

  大家更感到诧异了。费米跑回掩体,向大家解释说:“刚才我用纸片测量了气流的速度,根据这个速度大体估算了一下爆炸的能量。”两小时后,送来仪器测定的结果,这一颗原子弹的威力果然是2万吨T.N.T。

  原来,原子弹爆炸是一种剧烈的原子核裂变过程,它的巨大的能量,在极短的时间内,以三种形式释放出来:一种是在爆炸中心产生极高的温度,辐射出大量的热;一种是产生相当多的放射性的污染;还有一种是空气受热剧烈膨胀,产生激烈的冲击波。费米预先分析了这三种能量之间的关系,选择了其中容易测量的一种——利用空气剧烈膨胀产生的强大气流的动能,作为推算整个爆炸能量的依据。而气流的动能,又可以根据它的速度推算出来。当然,要推算出这一切,需要用一系列很夏杂的公式来运算。费米把这些公式简化了,可以估算出近似的数值。

  为什么费米扔出一把纸片,就能测算出气流的速度呢?原来纸片离开了费米的手,一方面受到原子弹形成的气流的推力,跟着气流一起运动;一方面受到地球的引力,朝着地面降落。在这两种力的作用下,纸片就会沿着一条抛物线的轨迹缓缓地往下落。这时候,纸片水平移动的速度就是气流的水平速度,这个速度可以根据纸片飘下的时间和距离求出来。比如说,纸片飘行5秒钟后落到地面,飘行距离200米,它的气流速度就是每秒40米。

  费米就是这样测出了纸片飘行的速度,用他推导出来的一个简单公式,估算出了原子弹爆炸的威力。在这一刹那间发生的故事,能给我们许多有益的启示:像计算原子弹爆炸能量这样复杂的问题,费米却能用这样简单的方法在两三分钟内得出一个大约的结果,不能不令人佩服。他对基本物理规律理解得多么深刻,应用得多么灵活啊!从这里我们可以看到,研究尖端科学的人,决不能丢了基础知识。基础知识学得越扎实,将来解决复杂的科学技术问题的能力就越强。


  评论这张
 
阅读(1164)| 评论(0)
推荐 转载

历史上的今天

在LOFTER的更多文章

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2017