想看懂《奧本海默》，建議你先來(lái)了解一下物理教科書里的原子彈原理

諾蘭《奧本海默》在國(guó)內(nèi)院線上映。網(wǎng)友對(duì)這一時(shí)長(zhǎng)3小時(shí)，角色眾多、談話鏡頭超過(guò)的人物傳記電影褒貶不一。

影迷調(diào)侃電影看完了，還是沒把里面的角色認(rèn)全
看的過(guò)程覺得無(wú)聊睡著了，然后被原子彈炸醒了雖然看怎么看懂，但是看完之后覺得自己很有文化·····
作為一個(gè)物理老師，我想告訴大家，關(guān)于原子彈和核裂變，其實(shí)是中學(xué)物理的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，在很多版本的初中、高中物理教科書里都出現(xiàn)過(guò)。希望這篇文章能讓你學(xué)會(huì)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，看電影的時(shí)候更有共鳴。

原子彈的原理是什么？

我們知道，原子是構(gòu)成物質(zhì)的基本微粒，在原子核的內(nèi)部有著更精密的結(jié)構(gòu)：原子核是由質(zhì)子和中子組成。

質(zhì)子和中子依靠強(qiáng)大的核力緊密結(jié)合在一起，因此原子核十分牢固，想讓它們分開極其困難。但如果質(zhì)量較大的原子核發(fā)生分裂，或者質(zhì)量較小的原子核相互結(jié)合，就可能釋放出驚人的能量，這就是核能。舉例來(lái)說(shuō)，用中子轟擊鈾235，鈾核分裂時(shí)會(huì)釋放核能，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生幾個(gè)中子，這些中子又會(huì)轟擊其它鈾核····最終導(dǎo)致一系列的鈾核持續(xù)裂變，并釋放巨大核能，這就是核裂變中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

值得一提的是，核反應(yīng)中伴隨著質(zhì)量虧損，根據(jù)愛因斯坦狹義相對(duì)論，物體的能量E與質(zhì)量m之間存在著密切聯(lián)系，他們之間的關(guān)系是：

這就是著名的質(zhì)能方程，其中的C是指光速，即3x10^8米/秒，因此核反應(yīng)因質(zhì)量虧損所釋放的能量級(jí)別非常之高。

比如，用中子轟擊質(zhì)量比較大的鈾235原子核使其發(fā)生裂變，1kg的鈾完全裂變，釋放的能量相當(dāng)于2000噸的煤完全燃燒釋放的能量。

ps：燃料燃燒，包括炸藥爆炸屬于化學(xué)反應(yīng)，這個(gè)過(guò)程中原子不可再分，其能量分類屬于化學(xué)能。

你也可以制造原子彈？如今原子彈的原理，甚至是制造原子彈的技術(shù)已不再是秘密，高中物理教科書選修2-3里就有關(guān)于相關(guān)的介紹：

原子彈主要由引爆控制系統(tǒng)、炸藥、反射層、核裝料組成的核部件、核點(diǎn)火部件和彈殼等結(jié)構(gòu)部件組成。

引爆控制系統(tǒng)用來(lái)適時(shí)引爆炸藥，是推動(dòng)、壓縮反射層和核部件的能源；反射層由鈹或鈾-238構(gòu)成，用來(lái)減少中子的漏失；核裝料主要是鈾-235或钚-239；核點(diǎn)火部件用以提供“點(diǎn)火”中子，以引發(fā)鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)；彈殼用來(lái)固定和組合各部件。

根據(jù)原子彈的引發(fā)機(jī)制的不同，原子彈可分為“槍式”和“內(nèi)爆式”兩種?，F(xiàn)代原子彈通常綜合了這兩種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，以提高核裝藥的利用率和增強(qiáng)破壞力。1945年8月，美國(guó)投到日本廣島的那顆原子彈（代號(hào)叫“小男孩”）采用的是槍式結(jié)構(gòu)。

第一顆原子彈被發(fā)明的故事

1939年初，德國(guó)化學(xué)家O.哈恩和物理化學(xué)家F.斯特拉斯曼發(fā)表了鈾原子核裂變現(xiàn)象的論文，很多物理學(xué)家意識(shí)到，核裂變很可能最先用于軍事目的，即制造威力巨大的原子彈。

1939年8月，以愛因斯坦為代表的幾位物理學(xué)家，寫信給美國(guó)第32屆總統(tǒng)F.D.羅斯福，建議研制原子彈。

1941年12月日本襲擊珍珠港后，原子彈的研制項(xiàng)目擴(kuò)大規(guī)模

1942年8月。代號(hào)為“曼哈頓工程區(qū)”的龐大計(jì)劃正式成立，奧本海默被任命為“曼哈頓計(jì)劃”首席科學(xué)家，該計(jì)劃集齊了世界上除德國(guó)外最優(yōu)秀的核物理學(xué)家，動(dòng)用的人力約60萬(wàn)人，投資20多億美元參加這一工程。

1945年7月16日，美國(guó)成功爆炸了世界上第一顆原子彈。

1945年8月6日，美軍用B-29轟炸機(jī)運(yùn)載”小男孩”原子彈轟炸日本廣島，三天后的8月9日，美軍又在長(zhǎng)崎投放了第二顆原子彈——胖子。

最后，我們來(lái)看一下“小男孩”投到廣島的那一瞬間。