核裂变发现之前,爱因斯坦是如何知道原子核内蕴含巨大能量的?

OneSky


这个问题之前有讨论过,我想是不是大家受到以下教育的影响,认为爱因斯坦提前知道原子能存在。

“狭义相对论带来的原子能开发”
“爱因斯坦提出相对论,为原子弹的发明和原子能的应用提供理论基础,由此打开原子时代大门”

实际上爱因斯坦的狭义相对论一开始讨论的是时空观,即一切的惯性参考系都是平权的,即物理规律的形式在任何的惯性参考系中是相同的。挑战了之前经典物理学绝对时间空间观。

另外又假设了光速不变原理:真空中的光速在任何参考系下是恒定不变的。也就是爱因斯坦是搞理论物理的,针对的是过去经典物理学的缺陷,进行理论突破,跟微观原子世界一开始是不搭的。

而第一个认为原子内有能量是卢瑟福,这个人呢,是搞实验物理的。他根据之前的α粒子散射实验现象,提出了自己的原子核模型,之后他用α粒子轰击氮核的发现质子。他的学生查德威克用α粒子轰击铍的实验,证实中子存在。因此卢瑟福的原子核模型得到了物理学界认可。

接下来就是实验物理界进行中子轰击各种核实验,直到1938年,哈恩和斯特拉斯曼进行了中子撞击铀的实验,首次实现了中子诱发的铀裂变。

当时核裂变产生能量没法理论解释,梅特纳和她的侄子弗瑞士用爱因斯坦理论进行了数学分析。

1939年二战爆发,费米和其他科学家立即起草了一份给罗斯福总统的信,警告德国正在研制原子弹的危险。 为了增加信的分量,他们征得了爱因斯坦的签字并由他于1939年10月11日呈送给罗斯福总统。

所以原子能发展初期,爱因斯坦的理论并不是决定性的,而是实验物理界倒腾出来的。

当然原子能乃至量子力学能够发展到今天,爱因斯坦的理论功不可没。


昆仑还东国


这个问题本身有歧义,可能引起读者的错误认识,爱因斯坦在科学上的成就不能否认,但不能把所有科学上的成就都归功于爱因斯坦,爱因斯坦是人,不是神。在核裂变发现以前,目前没有任何资料表明爱因斯坦提前知道原子核内蕴含巨大能量的这个结论的。

不吹不黑,质能方程的主要意义是下面这样的。


图释:德国柏林一公园E=MC^2艺术作品

爱因斯坦发表质能方程时对原子核只字未提,更没有提到核裂变

质能方程是爱因斯坦1905年的四大代表作之一,这个方程本身遵守的是狭义相对论理论,对经典物理来说是个挑战,因为在此之前,在人们大脑里的概念是质量守恒。本方程中爱因斯坦将惯性和能量联系起来,一个系统中单一的质量不在守恒,质量和能量整体上称为质能守恒,但发表论文时对原子核只字未提,更没有提到核裂变。


图示:1905年爱因斯坦奇迹年

核裂变概念的出现是1938年的事情了,德国物理学家哈恩和斯特拉斯曼用中子偶然轰击铀235时发现了核裂变现象,并且放出了能量。他们的另一位女同事迈特纳参照生物中细胞裂变将这个现象称为了核裂变。此现象发表以后才引起了其他科学家的注意,发现这个过程会有质量亏损,按照质能方程可以很好的解释释放能量这个现象,随后军方才打算着手研究原子弹。


图示:德国物理学家奥拓哈恩

因此,更准确地说是爱因斯坦质能方程很好的解释了核裂变释放巨大能量,但是说看了爱因斯坦质能方程就想到核裂变,这就太牵强了。

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核先生科普


我不理解为什么还有人觉得是爱因斯坦的质能方程开启了核试验的大门,质能方程只是一个对核爆炸的预测性的公式,不过是聚变还是裂变都是别人的功劳,跟爱因斯坦有几毛钱关系啊,他只是提供了一个总结性的思想帮助后来的科学家能够更加量化的来研究计算核能,当然很不精确了


芳远1


因为发现了放射性元素和放射性同位素,从而知道了原子核的能级,放射线的能级,原子的稳定性和不稳定性。爱因斯坦就开始了推导,推导结果又建立了假设,通过假设又想法去证实。于是在战争的推动下,推进了科学的发展。随着duang的一声巨响,就成功了。


夏日蝉时雨


一张纸,一支笔。根据相对论公式算出来的。


用户818636012647


爱因斯坦推销“质能方程”的“广告词”正好赶上核反应。只是能量过后,质量还在!


漫跑者136


不知道的就不叫爱因斯坦。