书城童书无处不在的物理(人生解密)
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第49章 一指之力能否威力无比

多米诺骨牌实际上是中国古代的“牌九”。据记载,18世纪流传到意大利后,人们利用牌九上面的点数来做一些拼图游戏,后来一个意大利人好奇地把骨牌竖起来,逐渐发展成了原始的“多米诺”。多米诺骨牌效应可以产生巨大的能量。

这种效应的物理原理是:骨牌竖着时,重心较高,倒下时重心下降,倒下过程中,将其重力势能转化为动能,它倒在第二张牌上,这个动能就转移到第二张牌上,第二张牌将第一张牌转移来的动能和自己倒下过程中由本身具有的重力势能转化来的动能之和,再传到第三张牌上……所以每张牌倒下的时候,具有的动能都比前一块牌大,因此它们的速度一个比一个快,也就是说,它们依次推倒的能量一个比一个大。

大不列颠哥伦比亚大学物理学家A·怀特海德曾经制作了一组骨牌,共13张,第一张最小,长9.53毫米,宽4.76毫米,厚1.19毫米,还不如小手指甲大。以后每张体积扩大1.5倍,这个数据是按照一张骨牌倒下时能推倒一张1.5倍体积的骨牌而选定的。最大的第13张长61毫米,宽30.5毫米,厚7.6毫米,牌面大小接近于扑克牌,厚度相当于扑克牌的20倍。把这套骨牌按适当间距排好,轻轻推倒第一张,必然会波及第13张。第13张骨牌倒下时释放的能量比第一张骨牌倒下时整整要扩大20多亿倍,因为多米诺骨牌效应的能量是按指数形式增长的。若推倒第一张骨牌要用0.024微焦,倒下的第13张骨牌释放的能量达到51焦。可见多米诺骨牌效应产生的能量的确令人瞠目。

不过A·怀德特毕竟没有制作第13张骨牌,因为它将高达415米,是纽约帝国大厦高度的两倍。如果真有人制作了这样的一套骨牌,那摩天大厦就会在一指之力下被轰然推倒多米诺骨牌效应不免让人想起了巨大威力的链式反应,那么什么是链式反应呢?一个铀核在一个中子作用下发生裂变,如果裂变时放出两个次级中子,这两个次级中子又引起两个铀核发生裂变,放出四个次级中子,这四个中子再引起四个铀核发生裂变……如此下去,反应的规模将自动地变得越来越大,一幅铀核链式反应的图景立即展现在我们面前,它吸引了多少科学家啊当中子轰击质量数为235的铀核时,铀核会分裂成大小相等的两部分,在释放大量能量的同时产生几个新的中子,这些中子又轰击其他铀核而引起裂变,裂变就会持续进行下去,这就是链式反应。

链式反应释放的能量如果不加控制就会发生爆炸,原子弹就是根据这个原理制成的。如果用人工的方法进行控制,让其平稳的释放能量,就可以被我们和平利用,例如用来发电。氢弹是利用氘氚原子核的聚变反应瞬间释放巨大能量来起杀伤破坏作用的。正在研究的受控热核聚变反应装置也应用了这一基本原理,它与氢弹的最大不同是其释放能量是可以被控制的。