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“大”是相對(duì)的概念。 普通的爆炸也是由原子產(chǎn)生的,只不過(guò)是那些在運(yùn)動(dòng)原子周?chē)巫叩脑印o@然,“分裂原子”所蘊(yùn)含的能量要比“運(yùn)動(dòng)原子周?chē)脑?/span>”多得多。因此,“分裂的原子”所產(chǎn)生的爆炸威力自然也要大得多。但是要搞清楚,這樣的結(jié)果所基于的事實(shí)是:將原子結(jié)合在一起的力量(核力)比使原子保持在彼此之間相對(duì)位置的力量(化學(xué)勢(shì))要強(qiáng)得多。 因此,其實(shí)樓主想問(wèn)的應(yīng)該是:為什么原子這么小,爆炸所產(chǎn)生的威力卻這么大? 答案是:那是因?yàn)樵訑?shù)量多得驚人(1萬(wàn)億億億顆原子!),這些“小”的效應(yīng)累積在一起,可以產(chǎn)生巨大的威力。
一個(gè)原子核分裂后組成兩個(gè)(或幾個(gè))新的原子核時(shí)會(huì)發(fā)生質(zhì)量虧損。什么是“質(zhì)量虧損”呢?我們來(lái)做一道小學(xué)生的算術(shù)題,一個(gè)2兩的饅頭,平分成了二個(gè),每個(gè)應(yīng)是一兩。把兩個(gè)分開(kāi)的饅頭合在一起不到二兩,老師問(wèn):怎么回事?小同學(xué)的回答可能五花八門(mén),笑破肚皮……。還是回到我們的問(wèn)題上來(lái)吧,一個(gè)原子核分開(kāi)后的新生成的幾個(gè)原子核的總質(zhì)量要小于分裂前一個(gè)原子核的質(zhì)量,這叫原子核的“質(zhì)量虧損”。
根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程,這虧損的質(zhì)量變成了能量,其能量大小等于虧損的質(zhì)量乘以光速的平方。一個(gè)原子核分裂釋放的能量可能不是很大,但核彈爆炸時(shí)由于鏈?zhǔn)椒磻?yīng),可在瞬間使很多原子核裂變釋放出原子能產(chǎn)生威力巨大的核爆炸。
原子由原子核及圍繞它做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的n個(gè)電子組成,原子核在發(fā)生核裂變時(shí),釋放出巨大的能量稱(chēng)為原子核能,俗稱(chēng)原子能。1千克鈾-238的全部核的裂變將產(chǎn)生20,000兆瓦小時(shí)的能量(足以讓20兆瓦的發(fā)電站運(yùn)轉(zhuǎn)1,000小時(shí)),與燃燒2500噸煤釋放的能量一樣多。單個(gè)原子發(fā)生裂變能量有限,但積少成多,實(shí)為壯觀!著名物理學(xué)家愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程可以說(shuō)明其巨大的威力!c為光速,E為能量。自然好神奇,你說(shuō)呢? 一個(gè)原子分裂成兩半,能產(chǎn)生多大威力,目前實(shí)驗(yàn)中并沒(méi)有數(shù)據(jù)。 不過(guò)按照質(zhì)能方程計(jì)算,一個(gè)氫原子全部轉(zhuǎn)化成能量,也沒(méi)有多大,即使在你的指尖上轉(zhuǎn)化,你也感覺(jué)不到。 核裂變產(chǎn)生的能量巨大,是因?yàn)榱炎兊脑訑?shù)量巨大。 狹義相對(duì)論和量子論是可以協(xié)調(diào)的。所以正統(tǒng)的解釋是質(zhì)量和能量互換。質(zhì)量損失可以轉(zhuǎn)換為巨大能量。 有一個(gè)比喻特別好,狹義相對(duì)論說(shuō)運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的,沒(méi)有優(yōu)先的參考系。運(yùn)動(dòng)起來(lái)當(dāng)然動(dòng)能大,但是如果以接近光速的物體,看別的物體,自己是靜止的,其他原以為靜止的物體都有趨近無(wú)限大的速度和能量。這便是巨大能量的來(lái)源。 |
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