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218纸片测出了原子弹的能量

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。

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〕！〞

大家更感到惊讶了。费米跑回掩体,向大家解释说：“刚刚我用纸片

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,产生剧烈的冲击波。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。

比方说,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。他对根

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,决不能丢了根底知识。根底知识学得越扎实,将来解

决复杂的科学技术问题的能力就越强。

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