125物理与军事高技术.PPT

*12 - 5 物理与军事技术 现象与思考 核武器 军事电子技术 军事航天技术 探索中的新武器 现象与思考 科学技术的发展大大地促进了经济发展和社会进步，同时也促使军事技术日益走向高技术化。自 20 世纪 60 年代以来，一大批军事高技术武器装备相继问世，并已经用于或即将用于战争，极大地改变了战争的面貌，对现代战争带来巨大的影响。那么这些军事高技术项目与物理学理论、原理有什么样的关系呢？ 　　这一节，我们就一起走向神秘的军事高科技武器，探究其中的物理理论和原理。 一、核武器 1945 年，美国在日本投下了两颗原子弹，宣告了人类利用原子核能时休的到来，也给世界蒙上了核战争的阴影。 现在，核武器已经发展到第三代，有的国家还在研究第四代核武器。 1.第一代核武器原子弹 (1) 原子弹的核燃料 或 (2) 原子弹构造示意图 稳定器 引爆装置 核炸药铀或钚 中子反射体 弹壳 图12.5-1我国第一颗原子弹 图12.5-2原子弹构造示意图 (3) 原子弹的爆炸原理 核燃料（铀或钚）分成几块，每块都小于临界质量。其外面是普通炸药，炸药外面是中子反射层，它不吸收中子，而且能把中子反射回炸弹内部。原子弹引爆时，自动控制的雷管引爆炸药，炸药爆炸把几块核燃料挤成一块，总质量超过临界质量，发生链式反应，放出巨大能量，发出剧烈爆炸。（视频12.5-1 ）原子弹爆炸 2. 第二代核武器氢弹 (1) 氢弹以聚变燃料做为爆炸物。 (2) 原子弹构造示意图 引爆装置 铀或钚 氘化锂 图12.5-3原子弹构造示意图 (3) 氢弹的爆炸原理 其原理是锂受中子打击生成氚，然后再进行氘、氚反应。 原子弹用普通炸药作“扳机”，而氢弹则要用原子弹作“扳机”。原子弹提供聚变反应所需的高温，使氢弹发挥它的威力。（视频12.5-2 ）氢弹爆炸壮观景象。 3. 第三代核武器中子弹 ① 中子不带电，不受外界电场的作用，因而穿透能力特别强，极易穿透物质。它穿过生物体时，能破坏分子，引起电离，诱发核反应。强中子辐射可破坏细胞组织，使人受到严重伤害，直至死亡。 ② 中子质量大，能量衰减快，作用时间短，而且不会留下长期的放射性污染。 中子弹就是利用中子这些特性制造的。 (1) 中子辐射的特性 ⑴ 中子弹结构示意图 弹壳 弹道控制制导仪 中子反射和倍增层 热核点火装置 热核炸药 引爆器和保险器 弹翼 图 12.5-4 中子弹构造示意图 (2) 中子弹的制造原理 中子弹的“扳机”是一个微型原子弹，用钚或其他临界质量小的物质作为裂 变材料，氘化锂作为聚变材料。裂变、聚变会产生大量中子，但冲击波、光辐射、放射性沾染均大为减弱，中中子能量占 70%以上，冲击波和光、热辐射占 30% 左右。中子弹作用范围小，时间短（爆炸几小时即可进入战场），能有效杀伤敌方人员，瓦解其战斗能力，对付装甲集群目标，是一种战术核武器。 　　中子弹是比较成熟的第三代核武器，又称为加强辐射弹。第三代核武器 的特点正趋向小型化，突出某一种杀伤破坏因素而相对削弱其他因素，因而又称为剪裁应核武器 。 　　正在研制、发展的第三代核武器还有利用核能产生并定向发射击的激光、强电磁脉冲或粒子束的“核定向能武器”，强化冲击波作用的“冲击波弹”，增强放射性沾染的“感生放射性弹”等。 (3) 第三代核武器的特点 4.核武器杀伤破坏作用的主要表现 (1) 光、热辐射 (2) 冲击波 (3) 早期核辐射 (4) 核电磁脉冲 (5) 放射性沾染 其中前四种作用，时间不超过数十秒，但杀伤破坏能力极大。 二、军事电子技术 1. 侦察监视技术 ⑴ 地面侦察 定时器 天线伺服系统 发射机 接收机 显示器 电源 收发转换 开关 天线 图 12.5-5雷达工作原理示意图 ⑵水下侦察，主要依靠声呐。 ⑶空中和空间侦察 在飞机和卫星上主要用雷达、可见光照相、红外照相、激光扫描照相、电视摄像和多光谱照相技术。如图 12.5-5 2.夜视技术 ⑴微光夜视仪的原理是：收集目标在夜间微光下发射、反射的可见光、红外线等信号，利用光电效应，使这转换为电信号，信号经放大后送主荧光屏显示图像。 ⑵热成像仪的原理是：接收目标发射的红外辐射 成像，可以在“全黑”条件下观察目标。 3.激光技术 　　在军事上可用于测距、通信、激光雷达、激光侦察与警戒、激光引爆、激光干扰与致盲等。 4.精确制导武器 一类是导弹，另一类是精确制导弹药。 （视频12.5-3 ）精确制导