【拓展阅读】3.3《用碎纸片估测出原子弹爆炸威力的科学家》

用碎纸片估测出原子弹爆炸威力的科学家

费米是美国物理学家，诺贝尔物理学奖获得者。他对统计物理、

原子物理、原子核物理、粒子物理、中子物理均有非常重要的贡献。

在他带领下，美国建成了世界上第一座可控原子核裂变链式反应

堆，为原子能的利用做出了开创性的工作。为了纪念他的贡献，原

子序数为100的元素以他的姓氏命名为镄。

费米也是一位善于运用基础知识解决实际问题的能手。

1945年7月16日清晨，当第一颗原子弹爆炸时的强烈光辐射过去

后，躲在掩蔽部的一些科学家都跑到外面来。冲击波在大约50s时

到达他们所在的地方，此时，只见费米从口袋中掏出一把碎纸片撒

向地面，气浪把碎片吹出好几米远。费米量了一下碎纸片被吹开去

的水平距离，然后略略一算就讲出了这次原子弹爆炸的威力，这使

在场的科学家大为惊讶。原来，解决这一问题就是从中学学过

的平抛运动知识出发。他把纸片在冲击波作用下的运动看作平

抛运动，量出手原先所在的高度和纸片飘出的水平距离，即算

出冲击波到达费米所在处的速度。根据这个速度，再利用其他

相关知识，费米很得出这颗原子弹爆炸的威力相当于

20000tTNT炸药的爆炸力。费米估算的这个结果与用各种复杂

仪器所测结果的数量级一致。这使在场的科学家大为惊讶。

基本方法：设纸片是从h高处撒下，落到费米身后x处，

若重力加速度为g，请你写出当时风速的表达式。

可以认为纸片做平抛运动，则

水平方向x= υ0t

竖直方向h=1

2gt

2

由以上两式联立解得

υ0=x g

2

h

费米（Enrico Fermi，

1901—1954）