物理故事
迈特纳雪地里的计算
逃离纳粹德国后,迈特纳在一封来信和一次雪地散步中看懂了铀核为什么会裂开。
- 年代
- 1938 年
- 人物
- 莉泽·迈特纳, 奥托·弗里施, 奥托·哈恩, 弗里茨·施特拉斯曼
- 思想线索
- 核裂变, 质能关系, 液滴模型, 核能
实验还在柏林,她已被迫离开
迈特纳与化学家哈恩合作研究放射性近三十年。1938 年,纳粹迫害迫使有犹太血统的她仓促逃往瑞典,只带少量行李。她仍通过书信参与哈恩与施特拉斯曼的铀实验。
12 月,哈恩来信说:用中子轰击铀后,化学分析竟出现轻得多的钡。他相信测量,却无法解释重核怎样产生这样的元素。
一次雪地散步里的能量账
圣诞期间,外甥奥托·弗里施来看迈特纳。两人在雪地讨论,把原子核想成带电液滴:吸收中子后,铀核可能拉长、收腰,最终裂成两滴。两块带正电碎片彼此排斥,迅速飞开。
他们在树桩旁估算,裂变后总质量会略小于原核。把质量差代入 E=mc2,得到约两亿电子伏特,正好解释巨大释放能量。弗里施借用生物细胞分裂术语,将过程命名为 fission,核裂变。
图示说明
静态物理图:meitner_nuclear_fission。
哈恩与施特拉斯曼报告化学证据,迈特纳与弗里施发表物理解释。1944 年诺贝尔化学奖只授予哈恩,迈特纳的贡献长期未获相称承认。
她拒绝参加制造原子弹的曼哈顿计划。雪地里的计算打开了核能时代,也让发现者面对知识会被怎样使用的问题。物理解释一旦正确,不会自动附带道德方向。
史料与延伸阅读