《物理故事三百篇》211-220

1、16/16211燈光惹出來(lái)的麻煩 在美國(guó)一個(gè)小鎮(zhèn)的小學(xué)里，18個(gè)教師有個(gè)都感到眼睛疲勞、充血。更多的學(xué)生們每天回家都對(duì)家長(zhǎng)訴說(shuō)眼睛疼痛。這一現(xiàn)象，發(fā)生在學(xué)校剛剛改裝了節(jié)能的高壓鈉蒸氣燈之后。 經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn),高壓鈉蒸氣燈在分鐘預(yù)熱時(shí)間中發(fā)出的綠色光使許多人感到不舒服.平時(shí),這種燈發(fā)出強(qiáng)烈的帶黃色的光，使教室里的顏色很不正常，學(xué)生們常把紅色的書(shū)說(shuō)成是橙色。學(xué)生們?cè)跓粝聦W(xué)習(xí)時(shí)，注意力分散，顯得煩躁不安.最后在教師和學(xué)生家長(zhǎng)的反對(duì)下，這種新燈又被換了下來(lái)。 在愛(ài)迪生發(fā)明了實(shí)用的電燈泡之后的100多年里，很少有人想過(guò)這件東西對(duì)人也許有害.愛(ài)迪生發(fā)明的白熾燈,是電流穿過(guò)細(xì)碳燈絲而發(fā)光。現(xiàn)在普遍用的是鎢絲,

2、但這兩種情況都是由電子流引起摩擦使燈絲變熱,直至發(fā)出明亮的光. 電燈光與陽(yáng)光大相徑庭。陽(yáng)光發(fā)出紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七色光，另外還發(fā)出人眼看不出的紫外線。白熾燈沒(méi)有日光強(qiáng)烈，而且大部分光是黃、橙、紅色。日光燈是3年代發(fā)明的，它由一根充滿氬氣和水銀蒸氣的玻璃管構(gòu)成。當(dāng)電流穿過(guò)管子時(shí)，水銀受激發(fā)并放出藍(lán)色的光與肉眼看不見(jiàn)的紫外光，管壁上的磷光層被紫外光照射后就發(fā)出熒光。一支4瓦的日光燈發(fā)出的光同一支150瓦的白熾燈不相上下?，F(xiàn)在正在出現(xiàn)一門(mén)研究光同生命相互影響的科學(xué)光生物學(xué)，研究者們想了解的是在自然光與燈光下人體健康情況的變化. 研究者們發(fā)現(xiàn),與經(jīng)常接觸自然光（陽(yáng)光)的人相比，長(zhǎng)期生活在普通白

3、熾燈和日光燈燈光下的人，吸收鈣的能力嚴(yán)重減退，而鈣是對(duì)骨骼和牙齒生長(zhǎng)有重要影響的物質(zhì)。引起皮膚癌的一個(gè)原因是長(zhǎng)期接觸紫外輻射,而普通的日光燈也發(fā)出紫外線.一位生物物理學(xué)家警告說(shuō),日光燈使人在每周內(nèi)所獲得的紫外線放射增加%,對(duì)敏感的人來(lái)說(shuō)，所增加的量已會(huì)引起皮膚癌了。研究表明,日光燈的非自然光會(huì)使許多生物（包括人）的細(xì)胞發(fā)生遺傳突變.人體是通過(guò)“第六感官”來(lái)覺(jué)察時(shí)間的。要知道時(shí)間的一個(gè)關(guān)鍵是光。在正常的自然光情況下，人體表現(xiàn)出生理節(jié)奏的規(guī)律在一天24小時(shí)內(nèi)有規(guī)則地體溫升高、降低及體內(nèi)化學(xué)物質(zhì)變化.如果在凌晨點(diǎn)人們熟睡時(shí)突然開(kāi)亮一盞電燈,這種非自然光就會(huì)使生理節(jié)奏的規(guī)律發(fā)生混亂,這就是科學(xué)家所說(shuō)的

4、“光壓”。光壓能引起人體內(nèi)生物化學(xué)的變化，這與人體緊張時(shí)所發(fā)生的生物化學(xué)變化相類(lèi)似。非自然光也許還改變了許多婦女生活,現(xiàn)在北美和西歐的女孩子性成熟的年齡要比她們的祖母早幾個(gè)月到幾年。當(dāng)然,適當(dāng)?shù)厥褂梅亲匀还饽茉鲞M(jìn)健康、防治疾病。藍(lán)光能幫助治愈早產(chǎn)嬰兒所患的一種黃疸；皰疹可用低強(qiáng)度熒光治療；牛皮癬可先讓病人服光敏性藥物，然后使皮膚在紫外光下照射。 現(xiàn)在我們已經(jīng)初步了解了燈光對(duì)人體健康的利弊，那么對(duì)燈光應(yīng)采取什么態(tài)度呢? 應(yīng)該讓大家都知道燈光可能對(duì)人體有害;在家庭、教室和辦公室要通過(guò)窗戶引進(jìn)日光,盡量減少使用非自然光的時(shí)間；每天在日光下呆一定時(shí)間，讓日光補(bǔ)養(yǎng)我們的身體。212太陽(yáng)帆船 利用風(fēng)作動(dòng)力

5、的帆船，是大家都熟悉的.李白筆下“長(zhǎng)風(fēng)破浪會(huì)有時(shí)，直掛云帆濟(jì)滄海，此情此景，歷來(lái)令人心向神往。 但太陽(yáng)帆船又是一種什么船呢？幾十年前,英國(guó)著名科幻作家阿瑟克拉克發(fā)表了一篇杰作太陽(yáng)帆船。 小說(shuō)一發(fā)表,立即轟動(dòng)了整個(gè)西方世界，甚至連那些一向自命為“治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)”的科學(xué)家都深感興趣。這是為什么呢？ 原因是作者寫(xiě)的雖是科幻作品,但他提出一個(gè)大膽的設(shè)想：到宇宙空間去，利用太陽(yáng)風(fēng)來(lái)進(jìn)行帆船競(jìng)賽.它給人極大啟示。美國(guó)由此設(shè)立機(jī)構(gòu),組織班子對(duì)“利用太陽(yáng)風(fēng)”進(jìn)行專(zhuān)題探索. 什么是太陽(yáng)風(fēng)呢?太陽(yáng)風(fēng)就是從太陽(yáng)的日冕層-太陽(yáng)大氣的最外層中發(fā)出強(qiáng)大高速運(yùn)動(dòng)的帶電粒子流。日冕是太陽(yáng)最外一層大氣,溫度比太陽(yáng)光部分（太陽(yáng)最里一層

6、大氣)約高00倍左右.在這樣高的溫度下,日冕中的質(zhì)子和電子,會(huì)由于日冕膨脹而向外運(yùn)動(dòng)。這些帶電的粒子，運(yùn)動(dòng)速度每秒達(dá)350公里以上，最高每秒可達(dá)00公里，盡管太陽(yáng)的引力比地球的引力大28倍，但這樣高速的粒子流，仍有一部分要沖脫太陽(yáng)的引力，像陣陣狂風(fēng)不斷地“吹”向行星空間,所以被稱(chēng)為“太陽(yáng)風(fēng)”. 它“吹”到地球，一般只要5天時(shí)間.它一直可以送到冥王星軌道以外日冥距離的4倍處才被星際氣體所制止.地球受太陽(yáng)風(fēng)的影響有以下幾個(gè)方面： 太陽(yáng)風(fēng)可以引起地球磁場(chǎng)的變化。強(qiáng)大的太陽(yáng)風(fēng),能夠破壞原來(lái)?xiàng)l形磁鐵式的磁力線所組成的磁場(chǎng),將它壓扁而不對(duì)稱(chēng)，形成一個(gè)固定的區(qū)域磁層.磁層像一只頭朝太陽(yáng)的“蟬”,“尾巴”拖得

7、很長(zhǎng)。 太陽(yáng)風(fēng)的帶電粒子流,可以激發(fā)地球上南北極及其附近地區(qū)上空的空氣分子或原子（稱(chēng)為“微粒”)。這些微粒受激后能發(fā)出多種形態(tài)的極光。 帶電粒子還會(huì)使地球上電離層受到干擾,也會(huì)引起磁暴,給短波通訊、電視、航空、航海事業(yè)帶來(lái)影響。此外，太陽(yáng)風(fēng)對(duì)地球上的天氣和氣候的異常也有一定的影響。 太陽(yáng)風(fēng)的研究,對(duì)當(dāng)代天體物理學(xué)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)意義深遠(yuǎn)的重要課題,其中有不少新的內(nèi)容，需要人們作進(jìn)一步的探索.21晶瑩奪目的水下“燈會(huì)” 喜歡欣賞夜景的人,每逢節(jié)日之夜，總愿漫步街頭,欣賞那披掛彩練的高樓大廈和那如同珍珠般的美麗華燈。這些如玉似翠的燈光，在黑絲絨般的天幕襯托下，確實(shí)別具一景,但若逢元宵節(jié)燈會(huì),則景色又不

8、相同。那變化無(wú)窮的走馬燈,華麗多姿的宮燈，紅色的繡球燈,綠色的瓜燈,多彩的荷花燈，魚(yú)燈，光彩奪目，燦爛輝煌。然而,這種迷人的燈景，并非人間獨(dú)有. 在那漆黑的水下世界,我們同樣可以看到龍燈飛舞，群燈閃耀的熱鬧場(chǎng)面,這就是水下“燈會(huì)”。 如果說(shuō)人間燈會(huì)是人們巧手匠心的安排,那么水下“燈會(huì)”則是“天公授意”安排的,因?yàn)樗隆盁魰?huì)”是由發(fā)光的魚(yú)類(lèi)所組成的。魚(yú)類(lèi)中有2多種魚(yú)是能夠發(fā)光的?，F(xiàn)在，就讓我們一起欣賞一下水下“燈會(huì)的動(dòng)人情景吧。 燈籠魚(yú)目的許多魚(yú)類(lèi)，在長(zhǎng)長(zhǎng)的腹面兩側(cè)，都排列著許多發(fā)光器,可以發(fā)出晶瑩奪目的光彩,就像華燈在閃耀。長(zhǎng)尾鱈的深海種類(lèi)和龍頭魚(yú),身體的粘液含有發(fā)光物質(zhì),在水中整個(gè)身體都會(huì)發(fā)

9、光,在那黑暗的深海，擺動(dòng)那長(zhǎng)長(zhǎng)的身軀,真是猶如龍燈飛舞。 嘴巴下面發(fā)光的松球魚(yú)、食管周?chē)l(fā)光的小寶鲾、眼睛下面發(fā)光的金眼鯛,它們游來(lái)游去,正像提燈游覽的路客.燈魚(yú)和光頭魚(yú)頭頂上長(zhǎng)的大發(fā)光器,占掘了頭部的大部分，就和采煤工人的礦工燈一樣。 前肛天竺鯛等,發(fā)光器是在肛門(mén)附近,把個(gè)肛門(mén)照得雪亮，如同夜間小轎車(chē)的尾燈。 安魚(yú)的發(fā)光器是由背鰭轉(zhuǎn)化來(lái)的，就好像用竹竿挑著一盞小燈籠。 這么多式樣奇特的“燈”聚集在一起,再加上各種魚(yú)類(lèi)發(fā)光持續(xù)的時(shí)間不盡相同，有的較長(zhǎng),有的較短,有的時(shí)明時(shí)暗，有的忽隱忽現(xiàn),使得“燈會(huì)”變化無(wú)窮。特別是魚(yú)兒發(fā)光的顏色也不一樣,有的為綠色，有的為藍(lán)色,有的帶黃色，這就更使“燈會(huì)”豐

10、富多采。 那么魚(yú)為什么會(huì)發(fā)光呢？ 魚(yú)所以會(huì)發(fā)光，是因?yàn)樗鼈兙哂邪l(fā)光物質(zhì)和發(fā)光器.根據(jù)發(fā)光物質(zhì)來(lái)源的不同,我們可以將發(fā)光器分為兩大類(lèi)型，一種是在發(fā)光器內(nèi)有發(fā)光細(xì)菌共生；一種是發(fā)光器內(nèi)的細(xì)胞本身可產(chǎn)生發(fā)光物質(zhì)。 與細(xì)菌共生的發(fā)光器呈中空的管狀或囊狀,在管或囊壁上有腺細(xì)胞。在中空的管內(nèi)，生活著發(fā)光的細(xì)菌,細(xì)菌依靠腺細(xì)胞供給營(yíng)養(yǎng)，魚(yú)類(lèi)就利用發(fā)光細(xì)菌產(chǎn)生發(fā)光物質(zhì)而發(fā)光。二者互為利用，配合協(xié)調(diào)。發(fā)光器后部有反光層,防止光的散射，前方的肌肉呈半透明狀，起到透鏡的作用。 自身發(fā)光的發(fā)光器，構(gòu)造也是很復(fù)雜的。典型的發(fā)光器，具有腺細(xì)胞、水晶體、反射層、色素層等部分，其構(gòu)造的巧妙可與探照燈相比.發(fā)光魚(yú)類(lèi)，依靠色素細(xì)

11、胞的伸縮和控制發(fā)光物質(zhì)排出的數(shù)量來(lái)調(diào)節(jié)光量，還有的發(fā)光器可以自行關(guān)閉。金眼鯛發(fā)光忽閃忽滅，是因?yàn)樗陌l(fā)光器呈半月?tīng)畹幕剞D(zhuǎn)式,發(fā)光器回轉(zhuǎn)收縮，就使光亮忽明忽暗,如同海上的燈塔。魚(yú)類(lèi)發(fā)光的本質(zhì)屬于化學(xué)發(fā)光,即由化學(xué)能變?yōu)楣饽堋０l(fā)光的基本物質(zhì)是熒光素，熒光酶和氧氣。熒光酶是一種催化劑，在它的催化下，熒光素和氧反應(yīng)，生成氧化熒光素,同時(shí)產(chǎn)生光. 魚(yú)類(lèi)的發(fā)光物質(zhì)和其他生物的一樣,由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽艿霓D(zhuǎn)變率是相當(dāng)高的,據(jù)認(rèn)為有95以上化學(xué)能轉(zhuǎn)變成了光能。 相比之下,我們所用的白熾燈，其電發(fā)光的轉(zhuǎn)變率就相當(dāng)?shù)土?大約只有5%的能量發(fā)光，而其余95%的能量卻變?yōu)闊岫牡袅恕，F(xiàn)在使用的日光燈，就是模仿生物發(fā)光

12、而制成的，它是用水銀蒸氣產(chǎn)生紫外線,激發(fā)熒光粉發(fā)光，所以較白熾燈用電少得多。水下“燈會(huì)”并不像人間燈會(huì)那樣僅供游人玩賞。魚(yú)類(lèi)發(fā)光的生物學(xué)意義各有不同,有的和覓食有關(guān)，有的與尋找異性有關(guān)，另外也可能有防御的意義,如在黑暗中突然發(fā)光,可使追逐的敵人受驚逃竄也未可知.2馮梅格林是個(gè)騙子有個(gè)名叫漢斯馮梅格林的人,是個(gè)出了名的名畫(huà)仿造者。他把他的畫(huà)畫(huà)在一些沒(méi)有價(jià)值的舊畫(huà)上,舊畫(huà)的古老畫(huà)布使人產(chǎn)生了錯(cuò)覺(jué),以為這些畫(huà)真的是古代名畫(huà)。用光射線分析這些畫(huà)時(shí),證實(shí)馮梅格林是個(gè)騙子。 少年朋友也許會(huì)問(wèn)：當(dāng)紫外線、紅外線或X射線作用在舊畫(huà)上時(shí)，同時(shí)也會(huì)作用在后來(lái)畫(huà)上去的畫(huà)上，怎樣才能把它們區(qū)分開(kāi)來(lái)呢？ 借助射線、紅外

13、線和紫外線能發(fā)現(xiàn)一幅畫(huà)里各種不同顏料的層,因?yàn)椴煌念伾筒牧蠈?duì)各種光線的反應(yīng)不一樣。例如用紅外線對(duì)馮艾克的阿諾菲尼的婚禮一畫(huà)分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)畫(huà)中是打有底稿的,底稿是用炭畫(huà)在白色的石灰背景下的.這幅速寫(xiě)被后來(lái)畫(huà)上的手整個(gè)覆蓋住了。用炭畫(huà)的手出現(xiàn)在紅外照片上,因?yàn)樗鼜?qiáng)烈地吸收紅外線,而白色的石灰卻不能。于是照片上的這只手顯得比較黑。在紫外線的作用下,不同的顏料會(huì)發(fā)出不同的熒光，這樣就可以確定原來(lái)的畫(huà)所帶來(lái)的變化。 人們不僅可以借助紫外線、紅外線與X射線發(fā)現(xiàn)被覆蓋的舊畫(huà)，還可以發(fā)現(xiàn)畫(huà)家后來(lái)對(duì)他的畫(huà)所作的修改。21警車(chē)深夜追蹤罪犯 近年來(lái)，在某些國(guó)家的警察局里,出現(xiàn)了一種具有特殊功能的追蹤警車(chē)。從外表上

14、來(lái)看，這種警車(chē)和普通警車(chē)沒(méi)有很大的不同,但是在追蹤逃竄的罪犯時(shí),就顯露出它火眼金睛的高超技能了。當(dāng)深沉的夜幕籠罩大地，罪犯很容易借助黑暗的掩護(hù)隱蔽在角落或樹(shù)叢中時(shí),靠普通警車(chē)追蹤往往顯得無(wú)能為力,而這種特殊的追蹤車(chē)，由于車(chē)上紅外線感應(yīng)器的幫助，在車(chē)內(nèi)屏幕上就能顯示出隱蔽的罪犯。 這種新型警車(chē)叫紅外線追蹤車(chē),它利用人體溫度高于四周環(huán)境溫度,因而能發(fā)射較強(qiáng)的紅外線輻射能量的原理，將這種紅外熱輻射成像。這種警車(chē)靈敏度極高，只要有02的溫差，就能準(zhǔn)確地指示方向和位置. 遠(yuǎn)在1800年，英國(guó)物理學(xué)家威廉赫歇爾用三棱鏡的分光作用探測(cè)不同色彩的溫度時(shí)，發(fā)現(xiàn)了在紅色光譜外端存在有能使靈敏溫度計(jì)水銀柱上升的不可

15、見(jiàn)光線.他稱(chēng)這種不可見(jiàn)的輻射能量為紅外光，以后，史蒂芬和波滋曼又在理論上提出和證明了熱輻射能量大小和物體的絕對(duì)溫度四次方成正比,這就是物理學(xué)上著名的史蒂芬波滋曼定律.隨著電學(xué)和光學(xué)的不斷進(jìn)步,人們不僅能制造出對(duì)熱紅外線感應(yīng)非常敏感的各種半導(dǎo)體元件,而且通過(guò)光電轉(zhuǎn)換技術(shù)，能將這種不可見(jiàn)的紅外線能量顯示在熒光屏上。 在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)日新月異的今天,熱紅外成像應(yīng)用范圍更加廣泛。從癌癥早期發(fā)現(xiàn)到浩瀚大海中暖氣流的制圖；從手提式遙測(cè)溫度的裝置到人造衛(wèi)星上的傳感器；還可以廣泛的用來(lái)勘察地?zé)?、發(fā)現(xiàn)地下熱管道的布局、監(jiān)測(cè)水質(zhì)污染.檢查儲(chǔ)油罐中存油數(shù)量和交通工具發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)情況等等。216視黑夜如同白晝的殲擊機(jī)

16、以美國(guó)為首的多國(guó)部隊(duì)于格林威治時(shí)間1日0點(diǎn)整對(duì)伊拉克和被占領(lǐng)的科威特的目標(biāo)進(jìn)行大規(guī)模的戰(zhàn)略空襲.其準(zhǔn)確率令人咋舌。 美國(guó)使用“2”型定點(diǎn)戰(zhàn)斗轟炸機(jī)、“F-1型、“F15”型和“F16”型等戰(zhàn)斗轟炸機(jī)，之所以能在漆黑的夜晚準(zhǔn)確無(wú)誤地行動(dòng),是因?yàn)樗鼈儞碛幸归g作戰(zhàn)的新技術(shù):靈敏的光學(xué)技術(shù)、電子學(xué)技術(shù)、激光制導(dǎo)技術(shù)和紅外線探測(cè)技術(shù)。部署在航空母艦上的“AV8B”型垂直起飛夜間戰(zhàn)斗機(jī)都配備有紅外線攝像機(jī).飛行員戴有“科學(xué)幻想式頭盔”，上面裝有“貓眼”增光雙筒望遠(yuǎn)鏡。射擊目標(biāo)的圖像被掃描在紅外線攝像機(jī)上，又被投影在位于飛行員頭盔前額部位的瞄準(zhǔn)器里。“貓眼”增光雙筒望遠(yuǎn)鏡可以觀測(cè)到22度范圍內(nèi)的目標(biāo)。 用一

17、張具有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的彩色地圖與飛機(jī)上的先進(jìn)裝置相連。借助這張地圖,駕駛這些可怕的“捕食者的飛行員就可以像在白天一樣順利地執(zhí)行低空飛行任務(wù),而又不易被發(fā)現(xiàn)。這是由于擁有了先進(jìn)裝置:即激光導(dǎo)航和瞄準(zhǔn)的裝置系統(tǒng)低空飛行和紅外線夜間掃描系統(tǒng)。這種系統(tǒng)由兩個(gè)部分組成，一個(gè)用于導(dǎo)航,另一個(gè)用于導(dǎo)彈和激光炸彈的制導(dǎo)。低空飛行和紅外線夜間掃描系統(tǒng),使這些飛機(jī)具有在相對(duì)地面而言的固定高度秘密進(jìn)行飛行的能力。地面情況的紅外線圖像被投射在飛行員的機(jī)座前。飛行員如果愿意，可以轉(zhuǎn)動(dòng)攝像機(jī)的方向或調(diào)大它的攝像范圍,以便更好地確定目標(biāo)的方位。一旦確定好射擊目標(biāo)，飛行員可以在8公里或10公里遠(yuǎn)的地方開(kāi)火，然后立即從容地攻下一個(gè)目

18、標(biāo).專(zhuān)家們認(rèn)為，低空飛行和紅外線夜間掃瞄系統(tǒng)的可靠性非常好。人們?cè)趦?nèi)華達(dá)沂溪地區(qū)6米高的空中進(jìn)行近00萬(wàn)公里的夜間訓(xùn)練飛行,沒(méi)有發(fā)生任何事故?！把坨R蛇式、“阿帕式、“小羚羊”式和“大山羊”式反坦克直升機(jī)也同樣具有夜間作戰(zhàn)能力，因?yàn)樗鼈円矒碛须p筒望遠(yuǎn)鏡、增光頭盔和安裝在飛機(jī)頭部的紅外線回旋式穩(wěn)定瞄準(zhǔn)器。美國(guó)的“阿帕式反坦克直升機(jī)已經(jīng)在美國(guó)干預(yù)巴拿馬、反對(duì)諜列加將軍的戰(zhàn)斗中證明了自己的能力。11架“阿凰奇式反坦克直升機(jī)夜襲巴拿馬，投下激光制導(dǎo)的“獄犬”式反坦克導(dǎo)彈，凱旋而歸。與空軍相比,海軍也不落后。法國(guó)率先給它的幾艘戰(zhàn)艦配備了夜間警戒和紅外線目標(biāo)指示系統(tǒng)。1“小男孩”摧毀一座城市 194年8月6

19、日凌晨時(shí)5分，“安諾拉蓋”號(hào)B29型轟炸機(jī)從提尼恩島起飛。飛機(jī)負(fù)載甚重，勉強(qiáng)從跑道飛起。所攜炸彈等飛機(jī)飛入空中才打開(kāi)保險(xiǎn)，以免起飛時(shí)可能發(fā)生核意外?！鞍仓Z拉蓋號(hào)偕同一架測(cè)量飛機(jī)和一駕攝影飛機(jī),飛向日本.蒂比茨機(jī)長(zhǎng)告訴機(jī)務(wù)人員：“這次是為了創(chuàng)造歷史而飛行我們攜帶是第一顆原子彈.” 三架氣象觀測(cè)機(jī)已出發(fā)在先，分別偵察目標(biāo)城市廣島、小倉(cāng)和長(zhǎng)崎的天氣。上午時(shí)25分剛過(guò),蒂比茨收到艾斯雷少校的氣象觀測(cè)機(jī)發(fā)出的密碼“同花須”，意思就是廣島上空天氣晴朗?！鞍仓Z拉蓋”號(hào)以近1萬(wàn)米的飛行高度接近廣島,途中未遇到敵機(jī)攔截：日本人不想浪費(fèi)戰(zhàn)斗機(jī)去攔截少數(shù)的高空飛機(jī)。早晨8時(shí)15分7秒,原子彈投了下去。8時(shí)16分,戴

20、著特別護(hù)目鏡的機(jī)務(wù)人員看到一道紫色閃光.“我的天哪，”副駕駛員羅納特劉易斯上尉說(shuō)道,“我們干了些什么”要想了解什么是原子彈，還得從2世紀(jì)30年代說(shuō)起。198年秋天，德國(guó)化學(xué)家哈恩和物理學(xué)家斯特拉斯曼一同做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，他們用中子去轟擊鈾核，結(jié)果真是令人驚奇：鈾核分裂成幾乎相等的兩塊碎片,變成了氪和鋇的原子核。 原子核被打開(kāi)了，這個(gè)消息震驚了世界.全世界各大實(shí)驗(yàn)室都忙碌起來(lái).證實(shí)了原子核可分裂的科學(xué)家越來(lái)越多了，而且發(fā)現(xiàn)，分裂的同時(shí),會(huì)釋放出巨大的能量來(lái)。這便是現(xiàn)在常說(shuō)的原子能,說(shuō)得完全點(diǎn)，應(yīng)該叫做原子核能。當(dāng)然，一個(gè)或幾個(gè)原子核裂變產(chǎn)生的能量很有限,就像幾粒炭火燒不成飯一樣，不能指望它有什么用途

21、.當(dāng)有人不免有些失望的時(shí)候，又傳出了一個(gè)令人振奮的消息:鈾核被中子轟擊核會(huì)一而二,二而四，四而八地連鎖地分裂下去，同時(shí)釋放出巨大無(wú)比的能量，就好像一發(fā)炮彈射中了彈藥庫(kù)，剎那間就會(huì)引起巨大的連續(xù)爆炸一樣。科學(xué)家把這種反應(yīng)叫做鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。 核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)進(jìn)行得非常迅速，放出的能量叫核能。核能非常大,又非常猛烈.一公斤鈾裂變放出的熱量,相當(dāng)于燃燒500噸優(yōu)質(zhì)煤所放出的熱量。燃燒煤所得到的能叫做化學(xué)能?？?，核能與化學(xué)能之間的差別有多么懸殊! 原子彈就是利用鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生巨大能量的原理制造的。 要使原子爆炸，也就是產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，必須具有一定質(zhì)量的核燃料。要是核燃料太少，中子就會(huì)大量逃出燃料之外,不能發(fā)生鏈

22、式反應(yīng)。這種維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小質(zhì)量叫臨界質(zhì)量。要使原子彈爆炸，還需要有引爆機(jī)構(gòu)。有一種原子彈用的是槍型引爆機(jī)構(gòu)，它里面裝著兩塊小于臨界質(zhì)量的核燃料。一塊球形，放在槍筒的一端；另一塊圓柱形,放在槍筒另一端。圓柱形核燃料的下面是普通烈性炸藥.一旦引爆烈性炸藥，就會(huì)使圓柱形的核燃料和球形核燃料迅速合攏。它們加在一起就超過(guò)了臨界質(zhì)量，就產(chǎn)生了原子彈。45年8月，美國(guó)投到日本廣島的那枚原子彈就是槍型原子彈，代號(hào)叫“小男孩”.它用的核燃料是鈾23,威力當(dāng)量達(dá)到1。4萬(wàn)噸梯恩梯。 另一種原子彈用的是內(nèi)爆型引爆機(jī)構(gòu).這種原子彈的內(nèi)層裝著幾個(gè)小型球狀核燃料。外層裝的是球形普通烈性炸藥.烈性炸藥引爆以后，產(chǎn)生一個(gè)

23、向心的壓力，把內(nèi)層的核燃料突然壓攏引起原子爆炸.95年8月美國(guó)投到日本長(zhǎng)崎的那枚原子彈就是內(nèi)爆型的,代號(hào)叫“胖子”。它用的核燃料是價(jià)格比較低廉的钚23，威力當(dāng)量為2萬(wàn)噸梯恩梯。2紙片測(cè)出了原子彈的能量 1945年7月16日凌晨,美國(guó)新墨西哥州的沙漠上，爆炸了第一顆原子彈?！稗Z”的一聲，蘑菇云騰空而起,強(qiáng)大的沖擊波掀起猛烈的氣浪。參加試驗(yàn)的人們?nèi)挤诟浇难隗w里，等待著試驗(yàn)的結(jié)果。突然從掩體里躍出一個(gè)人,他向著原子彈爆炸的試驗(yàn)場(chǎng)飛跑，一邊跑一邊從衣袋里掏出一把紙片,舉在頭上迎風(fēng)撒開(kāi).紙片立即像長(zhǎng)了翅膀一樣隨著氣流飛翔起來(lái)。他又馬上轉(zhuǎn)過(guò)身大步追趕被刮走的紙片。躲在掩體的人這才看清楚了,他是有名的

24、意大利物理學(xué)家費(fèi)米. 大家被費(fèi)米這種突如其來(lái)的行動(dòng)驚呆了！在這樣緊張危險(xiǎn)的時(shí)刻,他這樣是干什么呢？只見(jiàn)費(fèi)米拾起落到地上的紙片,氣喘吁吁地對(duì)大家喊道：“諸位！爆炸的威力相當(dāng)2萬(wàn)噸T。T（一種烈性炸藥）!” 大家更感到詫異了。費(fèi)米跑回掩體,向大家解釋說(shuō):“剛才我用紙片測(cè)量了氣流的速度，根據(jù)這個(gè)速度大體估算了一下爆炸的能量。”兩小時(shí)后，送來(lái)儀器測(cè)定的結(jié)果,這一顆原子彈的威力果然是2萬(wàn)噸.。T。原來(lái),原子彈爆炸是一種劇烈的原子核裂變過(guò)程，它的巨大的能量,在極短的時(shí)間內(nèi),以三種形式釋放出來(lái)：一種是在爆炸中心產(chǎn)生極高的溫度，輻射出大量的熱；一種是產(chǎn)生相當(dāng)多的放射性的污染；還有一種是空氣受熱劇烈膨脹，產(chǎn)生激

25、烈的沖擊波。費(fèi)米預(yù)先分析了這三種能量之間的關(guān)系，選擇了其中容易測(cè)量的一種利用空氣劇烈膨脹產(chǎn)生的強(qiáng)大氣流的動(dòng)能,作為推算整個(gè)爆炸能量的依據(jù)。而氣流的動(dòng)能，又可以根據(jù)它的速度推算出來(lái)。當(dāng)然，要推算出這一切，需要用一系列很夏雜的公式來(lái)運(yùn)算。費(fèi)米把這些公式簡(jiǎn)化了,可以估算出近似的數(shù)值。 為什么費(fèi)米扔出一把紙片，就能測(cè)算出氣流的速度呢？原來(lái)紙片離開(kāi)了費(fèi)米的手,一方面受到原子彈形成的氣流的推力，跟著氣流一起運(yùn)動(dòng)；一方面受到地球的引力，朝著地面降落。在這兩種力的作用下，紙片就會(huì)沿著一條拋物線的軌跡緩緩地往下落。這時(shí)候,紙片水平移動(dòng)的速度就是氣流的水平速度,這個(gè)速度可以根據(jù)紙片飄下的時(shí)間和距離求出來(lái)。比如說(shuō),

26、紙片飄行5秒鐘后落到地面,飄行距離20米,它的氣流速度就是每秒40米. 費(fèi)米就是這樣測(cè)出了紙片飄行的速度，用他推導(dǎo)出來(lái)的一個(gè)簡(jiǎn)單公式，估算出了原子彈爆炸的威力。在這一剎那間發(fā)生的故事，能給我們?cè)S多有益的啟示：像計(jì)算原子彈爆炸能量這樣復(fù)雜的問(wèn)題,費(fèi)米卻能用這樣簡(jiǎn)單的方法在兩三分鐘內(nèi)得出一個(gè)大約的結(jié)果,不能不令人佩服。他對(duì)基本物理規(guī)律理解得多么深刻，應(yīng)用得多么靈活?。倪@里我們可以看到，研究尖端科學(xué)的人，決不能丟了基礎(chǔ)知識(shí)?；A(chǔ)知識(shí)學(xué)得越扎實(shí)，將來(lái)解決復(fù)雜的科學(xué)技術(shù)問(wèn)題的能力就越強(qiáng)。219他投下中國(guó)第一顆實(shí)戰(zhàn)氫彈 科學(xué)家發(fā)現(xiàn),除了原子核分裂會(huì)放出大量能量以外,輕元素的原子核合成比較大的原子核，也會(huì)

27、放出大量的能量?？茖W(xué)家把這種反應(yīng)叫做聚變反應(yīng). 氫是最輕的元素,將氫的同胞兄弟氫的同位素氘和氚的核聚合,會(huì)合成氦核，同時(shí)釋放出巨大的能量來(lái),比一般核裂變反應(yīng)放出的能量還要大好幾倍。氫彈就是利用這種聚變反應(yīng)原理制成的。但是，氘和氚很不容易產(chǎn)生聚變,必須讓它們獲得極大的速度才成。怎么獲得高速呢?可以把氘和氚加熱,加熱溫度要高到幾百萬(wàn)甚至幾千萬(wàn)攝氏度。所以氫彈又叫熱核武器。從當(dāng)前的技術(shù)條件來(lái)看，只有原子彈才能得到這么高的溫度.因此，氫彈的引爆裝置用的是一顆小型的原子彈。氫彈的爆炸原理并不復(fù)雜,它利用原子彈引爆,借用爆炸時(shí)候產(chǎn)生的高溫使氘和氚發(fā)生聚變反應(yīng)，放出大量的能量。195年1月在太平洋的埃尼威克

28、島爆炸了世界第一顆氫彈。我國(guó)第一顆實(shí)戰(zhàn)氫彈是在17年1月日爆炸的.提起氫彈爆炸，還有一個(gè)驚心動(dòng)魄的故事呢！197年1月0日。警備森嚴(yán)的軍事要地：西北某機(jī)場(chǎng)。飛行員楊國(guó)祥凝神屏息，駕駛強(qiáng)擊機(jī)騰空而起，飛向碧空。他深知這次飛行任務(wù)重大：將在預(yù)定報(bào)點(diǎn)投下中國(guó)第一枚實(shí)戰(zhàn)氫彈！ 楊國(guó)祥進(jìn)入預(yù)定地點(diǎn),向塔臺(tái)作了報(bào)告。塔臺(tái)發(fā)出投擲命令，楊國(guó)祥果斷地把手伸向推膛裝置機(jī)關(guān)。然而,投擲裝置無(wú)動(dòng)作。 楊國(guó)祥愣了片刻,駕著飛機(jī)繞了個(gè)“8字，采取應(yīng)急辦法,又進(jìn)入投擲圈。他的手第二次伸向推膛裝置的機(jī)關(guān)。然而第二次投擲也沒(méi)有成功！楊國(guó)祥的心一下子提到嗓子眼.額頭上沁出了細(xì)密的汗珠。他一咬牙，又飛了一圈，進(jìn)入投擲范圍后，采取

29、超應(yīng)急措施第三次投擲，依然沒(méi)有成功。這時(shí)飛機(jī)里的汽油僅夠飛半小時(shí)了！北京，周恩來(lái)總理一直守在電話機(jī)旁，等待西北某機(jī)場(chǎng)的信息。終于,電話鈴響了，對(duì)方急促的話音，使總理濃眉一顫.一顆具有數(shù)萬(wàn)噸當(dāng)量的實(shí)戰(zhàn)用氫彈,隨著楊國(guó)祥駕駛的強(qiáng)擊機(jī)在空中盤(pán)旋,任何氣候的、溫度的、氣流的、速度的變化，都可能使這顆氫彈突然爆炸；不僅飛機(jī)和飛行員轉(zhuǎn)瞬之間灰飛煙滅，整個(gè)基地也會(huì)成為第二個(gè)廣島,一片廢墟為了保護(hù)科技人員，總理下令:除塔臺(tái)指揮外,所有人員，無(wú)一例外,全部撤！撤！撤！ 楊國(guó)祥呢？總理提著話筒，沉吟半晌,終于沉重地說(shuō)道：“要相信我們的飛行員！”此刻，屬于他的時(shí)間越來(lái)越少，他必須作出抉擇。他不在乎中國(guó)熱核科研的史冊(cè)

30、上是否會(huì)增添一位烈士的英名，但黨和國(guó)家巨大財(cái)富、科學(xué)家的心血結(jié)晶，就要?dú)в谝坏?強(qiáng)烈的使命感,使楊國(guó)祥頭腦冷靜下來(lái),他堅(jiān)定地說(shuō):“我要帶彈返航!”楊國(guó)祥穩(wěn)穩(wěn)地駕駛飛機(jī),在驚人寂靜之中，穩(wěn)穩(wěn)地在西北某機(jī)場(chǎng)著陸。人們蜂擁而上，向楊國(guó)祥歡呼。北京又來(lái)了電話,周恩來(lái)總理說(shuō)：“帶氫彈著陸成功,這是一大奇跡，要好好總結(jié)經(jīng)驗(yàn)?！?1972年月日，西北某機(jī)場(chǎng)再次進(jìn)入一級(jí)戰(zhàn)備狀態(tài).鵝毛大雪，漫天飛舞,整個(gè)機(jī)場(chǎng)已經(jīng)成為瓊玉世界.這樣的天氣起飛，無(wú)疑對(duì)他是一次嚴(yán)峻的考驗(yàn)，楊國(guó)祥駕機(jī)起飛,進(jìn)入沙漠后，塔臺(tái)發(fā)出命令,楊國(guó)祥一按開(kāi)關(guān)，推脫裝置動(dòng)作了,驚天動(dòng)地的一聲巨響。楊國(guó)祥駕駛著飛機(jī),一個(gè)大回旋，天空劃過(guò)一道閃電.隨即

31、,氫彈爆炸！天空閃起一朵碩大的蘑菇紅云，翻卷奔騰！世界輿論驚呼：中國(guó)成功地爆炸了第一顆實(shí)戰(zhàn)氫彈!22尋找丟失的氫彈96年月1日，天氣晴朗，西班牙帕洛瑪雷斯地區(qū)的農(nóng)民正在田間播種扁豆、洋蔥和番茄。10時(shí)30分左右，突然在天空中下了一陣“火雨，飛機(jī)碎片和燃燒著的散落物向田間播種的農(nóng)民們襲來(lái)。幸而農(nóng)民們及時(shí)躲避，在這場(chǎng)從天而降的災(zāi)難中，田間工作的1200多個(gè)農(nóng)民并未遭受“火雨”的傷害。那么，這場(chǎng)火禍?zhǔn)窃鯓赢a(chǎn)生的呢？ 原來(lái)，美國(guó)空軍在西歐上空進(jìn)行軍事演習(xí)，當(dāng)時(shí)有9架飛機(jī)在靠近西班牙的地中海上空飛行，其中有一架是載有四枚氫彈的“B-52”戰(zhàn)略轟炸機(jī)。這些飛機(jī)在高空中晝夜巡邏,并由運(yùn)輸機(jī)“KS135”給它

32、們空中加油.上午10時(shí)許,加油機(jī)接近“B52”轟炸機(jī)。在時(shí)速0公里、飛行高度為930米的情況下,兩機(jī)以50米的間隔并行，準(zhǔn)備空中加油.0時(shí)1分,兩機(jī)實(shí)現(xiàn)空中連拉，開(kāi)始加油，當(dāng)時(shí)飛機(jī)正好飛行在帕洛瑪雷斯上空.忽然，不幸的事情發(fā)生了，由于兩機(jī)的駕駛員操作不慎發(fā)生碰撞，“52”飛機(jī)上的一個(gè)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生爆炸，火光和煙霧籠罩飛機(jī)的一翼，駕駛艙內(nèi)發(fā)出了事故警報(bào)。0時(shí)2分,駕駛員采取嚴(yán)重事故時(shí)的應(yīng)急措施丟下了保了險(xiǎn)的枚氫彈，它們都系著灰色的大降落傘。緊接著駕駛艙也起火了,駕駛員不得不棄機(jī)跳傘,從著火的座艙強(qiáng)行跳出。不久,在帕洛瑪雷斯附近的海面上，出現(xiàn)了三頂彩條降落傘，降落傘的下端懸吊著有7年飛行經(jīng)歷和熟練

33、的跳傘技術(shù)的駕駛員。 與此同時(shí)，在離西班牙海岸8公里外,有一艘漁船在航行，船主是法國(guó)人西蒙奧托斯.他們先看到從天空落下一頂灰色大降落傘,上面掛著一具比人還長(zhǎng)的金屬物體，落水之后隨即被藍(lán)色的大海吞沒(méi).接著名飛行員降落在離船100米外的大海上,漁船及時(shí)地把他們救了上來(lái)。 就在駕駛員離開(kāi)座艙后的一瞬間,飛機(jī)發(fā)生爆炸，兩機(jī)的碎片散落在帕洛瑪雷斯附近3平方公里的地面和海洋上，大塊的飛機(jī)殘骸還在地面上燃燒了5小時(shí)之久。事故發(fā)生后,在高空的另外七架飛機(jī)也奉命停止飛行. 不久,在帕洛瑪雷斯上空出現(xiàn)了執(zhí)行搜索和拯救任務(wù)的飛機(jī)。在海上出動(dòng)了各種軍艦和快艇,在陸地上出動(dòng)了坦克和軍用車(chē)輛，尋找飛機(jī)殘骸、氫彈和幸存的飛

34、行員.第二天早晨，許多航空專(zhuān)家、工程師和事故鑒定人員聚集到帕洛瑪雷斯,對(duì)飛機(jī)的失事原因進(jìn)行調(diào)查和鑒定。到傍晚，參加調(diào)查的人數(shù)已超過(guò)30人。于是在帕洛瑪雷斯的綠色田野上搭起了帳篷群，以供這些專(zhuān)業(yè)人員住宿。與此同時(shí)，帕洛瑪雷斯的地面和上空被辟為一個(gè)禁區(qū),暫時(shí)停止外國(guó)飛機(jī)在此領(lǐng)域上空飛越.在飛機(jī)失事后18小時(shí)，有關(guān)人員在帕洛瑪雷斯附近的陸地上找到了3枝氫彈.它們的爆炸當(dāng)量為5兆噸梯恩梯，威力為普通原子彈(2萬(wàn)噸級(jí)）的1250倍.如果在落下時(shí)爆炸了，在離爆炸中心15公里范圍內(nèi)，估計(jì)會(huì)造成5萬(wàn)多居民的死亡,在離中心0公里的范圍內(nèi),還會(huì)受到強(qiáng)烈的輻射。幸虧落到地上的氫彈沒(méi)有爆炸,這是因?yàn)檩d在機(jī)上的氫彈是保了險(xiǎn)的。 但是，從高空落下的氫彈，摔到地面時(shí)遭受了損傷,作為氫彈引爆物的鈾35、钚239產(chǎn)生了漏泄。高