可以很明确的告诉大家爱因斯坦其实和原子弹的制造没有什么直接的联系,但是我们总是提到原子弹就会想到爱因斯坦这个科学家是一种对爱因斯坦和原子弹的误解。
实际上质能方程和原子核中的巨大能量并不是大家想象的那种关系,而是爱因斯坦在洛伦兹变换和两个基本假设:光速不变和惯性参考系中的物理定律都是在相同的前提下,推导出了狭义相对论的公式,阐述了质量与能量的关系。
爱因斯坦在1905年发表的文章《论动体的电动力学》中提出了狭义相对论
当时距离著名科学家玻尔和惠勒于1939年9月在理论上解释了核裂变反应过程有34年的时间!
那么早在1905年,爱因斯坦狭义相对论中浓缩的质能方程E = mc ^ 2是怎么来的呢?
在质能方程的推导过程,速度与质量和能量之间的关系(Ek = Fds,熟悉吗,动能定理),这个过程并不复杂,但涉及了微分很多朋友就懵了,或者直接跳到最后一部分:真正的含义是能量等于物体运动中的能量减去静止时的能量。
但这有一个前提是质量会随着速度的增加而增加,因此洛伦兹变换中的质增效应公式必须要了解。质增效应曲线,当物体接近光速时,质量将趋于无穷大,因此洛伦兹变换是质能方程的重要基础。
这是高速运动中的动质量,在理解了这一点之后,E = mc ^ 2就自然而然地得出了。
我们可以从中看出,这个过程与核裂变无关,但是玻尔和惠勒在1939年阐述的核裂变反应过程也遵循了这个公式,从这一点来说,你是不是得崇拜这位爱老头?
当然,你还得佩服洛伦兹老爷子。
U235捕获一个中子后的裂变过程,当然,上图是理想化的,因为需要有一个临界质量才能让中子在飞出U235块之前与下一个核碰撞产生链式反应。
U235的热中子能量约为207MeV,根据质能转换公式U235原子质量完全转换为能量后为931.5MeV,裂变损失约为207 / 931.5 /235≈0.0946%,另外中微子的能量难以使用,有12MeV,因此核裂变的能量计算值一般为200MeV。
爱因斯坦通过研究了解到原子核含有巨大能量,但是他没有去创造原子弹,有许多朋友认为原子弹也是由爱因斯坦创造的,事实上,这完全被误解了。
只不过是爱因斯坦带头向罗斯福写了一封信,建议研究核裂变武器!因为纳粹德国已经开始研究,如果美国不深入这个领域,一旦德国率先掌握这项技术,世界将面临一场灾难!
当然,大家都知道结果,也有许多传言称爱因斯坦对核武器研究表示后悔,事实上,与他真有一点关系,所以无论他做不做。
原子弹这些原子核内的能量武器都会成功,E= mc ^ 2只是指导实践的理论!
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