近現(xiàn)代物理結(jié)課論文

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1、原子能的利用及發(fā)展1.原子能的戰(zhàn)爭(zhēng)利用20世紀(jì)前半期是一個(gè)戰(zhàn)爭(zhēng)頻繁的年代，兩次世界大戰(zhàn)毀壞了此前歷史上所有戰(zhàn)爭(zhēng)損失的綜合；而在科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上，20世紀(jì)前半期又是一個(gè)創(chuàng)新變革的年代，科學(xué)技術(shù)發(fā)生了一系列廣泛而深刻的革命性變化。軍事上的需要，使交戰(zhàn)各國(guó)投入大量的人力、物力和財(cái)力去發(fā)展相應(yīng)的科學(xué)技術(shù)，制造克敵制勝的武器。例如，坦克和V－2火箭導(dǎo)彈的發(fā)明。而以下我們要討論的可以說(shuō)是這一時(shí)期出現(xiàn)的真正改變?nèi)祟?lèi)歷史的原子能。它改變了戰(zhàn)爭(zhēng)，迅速結(jié)束了戰(zhàn)爭(zhēng)，值得一提的是，原子能的發(fā)現(xiàn)就是戰(zhàn)爭(zhēng)促成的。一．30年代，原子物理學(xué)發(fā)展迅速。1932年中子的發(fā)現(xiàn)開(kāi)辟了核物理學(xué)的新紀(jì)元。這一年，F(xiàn)re

2、dericJoliot-curie(1900－1958)andIreneJoliot-Curie(1897－1956)用Po的α粒子轟擊鋁，人工制造出放射性同位素。人工放射性的發(fā)現(xiàn)賦予原子核構(gòu)造理論以新的意義。1934年10月，意大利物理學(xué)家EnricaFermi（1901－1954）發(fā)現(xiàn)用中子轟擊重元素鈾，可造成鈾的核裂變，產(chǎn)生新的“超元素鈾”。至此歐洲科學(xué)家已經(jīng)找到了人工獲得原子能的途徑。獲得原子能的理論準(zhǔn)備雖然是在歐洲完成的，但在技術(shù)上獲得和利用原子能確實(shí)在美國(guó)首先實(shí)現(xiàn)的。30年代法西斯主義猖獗，戰(zhàn)爭(zhēng)陰云密布。法西斯實(shí)施的種族主義和文化專(zhuān)制政策迫使許多歐洲科學(xué)家、特別是

3、歐洲猶太人科學(xué)家流亡國(guó)外。1933年，愛(ài)因斯坦舉家赴美；1938年，EnricaFermi也因?yàn)槠拮佑歇q太血統(tǒng)而攜全家赴美。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅德奧兩國(guó)就約有2000名科學(xué)家流亡國(guó)外，其中大部分來(lái)到美國(guó)，當(dāng)時(shí)，英國(guó)的科技力量雖屬世界一流，但由于財(cái)政困難，致使許多科研工作難以進(jìn)行。美國(guó)遂利用這一點(diǎn)，通過(guò)1940年的租借法案，與英方進(jìn)行軍事技術(shù)合作，利用英國(guó)的尖端技術(shù)成果和人才。二．根據(jù)1943年美、英、加在北美建立原子工業(yè)的協(xié)議，美國(guó)吸收了75名英國(guó)優(yōu)秀的科學(xué)家為其原子能計(jì)劃工作。總之，戰(zhàn)前歐洲大批優(yōu)秀科學(xué)家移居美國(guó)，這是世界科技中心從歐洲轉(zhuǎn)移到美國(guó)的一個(gè)重要原因。來(lái)到美國(guó)的科學(xué)家出于反

4、法西斯的正義感和科學(xué)家的責(zé)任心而積極工作。當(dāng)他們得知納粹德國(guó)正在加緊進(jìn)行鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的研究后，為了趕在德國(guó)前面造出原子彈，愛(ài)因斯坦在許多科學(xué)家的倡議和支持下，于1939年8月2日致函羅斯?？偨y(tǒng)，說(shuō)：“……我預(yù)料到在不久的將來(lái)，鈾元素會(huì)成為一種重要的新能源。這一情況的某一些方面似乎需要加以密切注意，如有必要，政府方面還應(yīng)迅速行動(dòng)?！泵绹?guó)政府接受了他的建議，于1941年12月6日，即日本偷襲珍珠港的前一天，通過(guò)了一項(xiàng)大量撥款制造原子武器的決議。1942年9月，成立了由3名軍政官員和兩名科學(xué)家組成的軍事政策委員會(huì)，領(lǐng)導(dǎo)制造原子武器的工程計(jì)劃，代號(hào)為“曼哈頓工程區(qū)”。1942年12月2日

5、，在Fermi領(lǐng)導(dǎo)下芝加哥大學(xué)建立了世界上第一座核反應(yīng)堆，并成功地進(jìn)行了人工控制地核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。1943年，在加利福尼亞大學(xué)理論物理學(xué)教授J.RobertOppenheimer（1904－1967）領(lǐng)導(dǎo)下，在新墨西哥州建立了一個(gè)大規(guī)模地實(shí)驗(yàn)室。三．1945年7月16日，在該州的一片荒漠上成功的爆炸了世界上第一顆原子彈。這是一顆鈾彈，其威力相當(dāng)于2萬(wàn)噸TNT炸藥，在半徑1600米范圍內(nèi)的一切動(dòng)植物全部死亡。這時(shí)，法西斯德國(guó)已經(jīng)崩潰，日本的投降也已成定局，軍事上使用原子彈已沒(méi)有必要，然而，美國(guó)政府為了戰(zhàn)后爭(zhēng)奪世界霸權(quán)，不顧當(dāng)初參加研制原子彈的科學(xué)家們的多次上書(shū)反對(duì)，于1945年8月

6、6日和9日向日本廣島和長(zhǎng)崎分別投擲了一枚鈾彈和Pu彈，炸死295956人。在核裂變發(fā)現(xiàn)后短短的六年時(shí)間里，美國(guó)就爆炸了原子彈。如果沒(méi)有最迫切的軍事需要，這是辦不到的。隨著原子彈的試制成功，才有后來(lái)的原子能的和平利用，人類(lèi)從此進(jìn)入了核時(shí)代。原子能的釋放是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)成就之一，從此人類(lèi)獲得了又一個(gè)重要的新能源。它本應(yīng)該給人類(lèi)帶來(lái)更多的光明和幸福，然而，不幸的是，它卻被超級(jí)大國(guó)用作爭(zhēng)奪世界的武器。2.原子能的發(fā)電技術(shù)一、核電產(chǎn)生及利用現(xiàn)狀1951年美國(guó)首次在愛(ài)達(dá)荷國(guó)家反應(yīng)堆試驗(yàn)中心進(jìn)行了核反應(yīng)堆發(fā)電的嘗試，發(fā)出了100千瓦的核能電力，為人類(lèi)和平利用核能邁出了第一步．此后不久

7、，1954年6月，原蘇聯(lián)在莫斯科近郊粵布寧斯克建成了世界上第一座向工業(yè)電網(wǎng)送電的核電站，但功率只有5000kW．1961年7月，美國(guó)建成了第一座商用核電站——楊基核電站．該核電站功率近300MW，發(fā)電成本降至9.2美厘／度，顯示出核電站強(qiáng)大生命力．今天，一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家．由于經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展與能源洪應(yīng)的矛盾日趨突出，同時(shí)，傳統(tǒng)的能源工業(yè)造成的環(huán)境污染及溫室效應(yīng)嚴(yán)重威脅人類(lèi)生存環(huán)境，因此，不僅缺乏常規(guī)能源的國(guó)家如法國(guó)、日本、意大利等發(fā)展核電站，而且常規(guī)能源煤、石油、水電等非常豐富的國(guó)家如美國(guó)、加拿大等也在