?

Log in

No account? Create an account
ll

livelogic

Штрихи к научной картине мира

Человеку свойственно ошибаться


Previous Entry Share Next Entry
Имеет ли отношение атомная бомба к атомам?
livelogic


Несколько раз, обсуждая со знакомыми проблему практического применения утверждения "вещество состоит из атомов/молекул", я наталкивался на вопрос: "А как же атомная бомба"? Действительно, казалось бы, практическое применение "атомной теории" налицо. Однако, оказалось, что именно история создания атомной бомбы хорошо иллюстрирует сомнительную практическую ценность атомного учения. Более того, теория "запрещала" открытие ключевого процесса, несколько раз казалось, у исследователей был очевидный шанс, но они его не использовали. Cбывшееся предсказание подтверждает теорию, несбывшееся ставит теорию под сомнение, а табуирование открытия - это что?


Перед созданием атомной бомбы необходимо было открыть процесс деления урана - под действием медленного нейтронного излучения уран распадается на криптон и барий (элементы легче урана) с выделением электромагнитного и вторичного нейтронного излучений, вторичное нейтронное излучение, в свою очередь, может вызвать дальнейшее деление, весь процесс иногда называется цепным делением. Современная наука представляет это дело как-то так:



Казало бы, все просто - но давайте посмотрим, через какие тернии нужно было продраться, чтобы появилась эта простота.

После открытия Дж. Чадвиком нейтрона в 1932 году во многих научных лабораториях начали изучать процессы их взаимодействия с ядрами. В Италии Энрико Ферми, бомбардируя уран нейтронами, обнаружил возрастание в сотни раз радиоактивности мишени. Но - вот ирония судьбы! - он был уверен, что при этом создаются трансурановые элементы. И хотя Ида Ноддак еще в 1934 году выдвинула смелую гипотезу о том, что "при бомбардировке тяжелых ядер исследуемое ядро распадается на несколько крупных кусков, которые, несомненно, должны быть изотопами известных элементов, подвергнутых облучению", это заявление Ферми не принял всерьез.

http://nuclphys.sinp.msu.ru/mirrors/fis.html

Ферми благоразумно действовал по схеме "наука доказала", Отто Ган и Фриц Штрассман поступили аналогично:


Вместе с Лизой Мейтнер в начале 1938 года Ган предположил на основании результатов опытов, что образуются целые цепочки из радиоактивных элементов, возникающих из-за многократных бета-распадов поглотивших нейтрон ядер урана-238 и его дочерних элементов. Вскоре Лиза Мейтнер была вынуждена бежать в Швецию, опасаясь возможных репрессий со стороны фашистов после аншлюса Австрии. Ган же, продолжив опыты с Фрицем Штрассманом, обнаружил, что среди продуктов был еще и барий, элемент с номером 56, который никоим образом из урана получиться не мог: все цепочки альфа-распадов урана заканчиваются гораздо более тяжелым свинцом. Исследователи были настолько удивлены полученным результатом, что публиковать его не стали, только писали письма друзьям, в частности Лизе Мейтнер в Гётеборг.

http://elementy.ru/lib/432441



Отто Ган и Лиза Мейтнер в лаборатории Института кайзера Вильгельма
http://elementy.ru/lib/432077


Удивление исследователей понятно, ибо атомное учение такой результат табуировало:


В ходе исследований в Берлине Майтнер, Штрасман и Ган облучали потокам медленных нейтронов уран, самый тяжелый из всех, встречающихся в природных условиях элементов. Поскольку нейтроны проникали в ядра атомов и застревали в них, все ожидали, что в результате будет возникать некое новое вещество, еще более тяжелое, чем уран.

http://www.famhist.ru/famhist/enst/0001704d.htm


Действительно, до этого экспериментаторы бомбардировали ядра частицами из ускорителей и обнаружили, что для вырывания из ядра одного или двух нуклонов требуется энергия в миллионы электронвольт. Казалось бы, для того чтобы вызвать деление тяжелого ядра, потребуются сотни миллионов электронвольт, а из результатов Гана и Штрассмана следовало, что для деления ядра урана достаточно сообщить ему энергию в 6 МэВ, которую легко получить добавлением одного нейтрона. Это все равно, что твердый камень раскалывался бы от постукивания карандашом.

http://nuclphys.sinp.msu.ru/mirrors/fis.html


Отто Ган и Фриц Штрассман все-таки немного поверили (но не до конца), что ядро распадается:

Более точные анализы, проведенные ими, дали совершенно неожиданный результат: при бомбардировке урана нейтронами образуется барий, масса которого вдвое меньше массы урана. Это для них было настолько обескураживающим, что в статье, посвященной проведенным исследованием, они написали: "Как химики, мы должны подтвердить, что это новое вещество является не радием, а барием... Как физики, знакомые со свойствами ядра, мы не можем, однако, решиться на такое утверждение, противоречащее предшествующему опыту ядерной физики

http://nuclphys.sinp.msu.ru/mirrors/fis.html


Нильс Бор мудро подвел итог этой эпопеи:

Там на Рождество 1938 года ее (Лизу Мейтнер, livelogic) посетил племянник, Отто Фриш, и, гуляя в окрестностях зимнего города — он на лыжах, тетя пешком, — они обсудили возможности появления бария при облучении урана вследствие деления ядра (подробнее о Лизе Мейтнер см. «Химию и жизнь», 2013, №4). Вернувшись в Копенгаген, Фриш буквально на трапе парохода, отбывающего в США, поймал Нильса Бора и сообщил ему об идее деления. Бор, хлопнув себя по лбу, сказал: «О, какие мы были дураки! Мы должны были заметить это раньше»

http://elementy.ru/lib/432441





Как видим, учение об атоме мало того, что не "предсказывало", оно еще и "противоречило", выступая тормозом, а не теоретическим двигателем.

Мораль сей басни имеет двойное дно. Во-первых, не стоит слишком сильно полагаться на "наука доказала", и уж тем более делать из этого мировоззрение. Во-вторых, ясно, что свою положительную роль атомное учение в этой истории сыграло - хорошо, что атомная бомба появилась в конце Второй мировой войны, а не перед ее началом.

PS: А вдруг у эволюционного учения тоже есть положительная роль?

Re: Битва за моль

Поняла, в чём загвоздка. В самом этом "макро-варианте уравнения Менделеева-Клапейрона". У вас там сверху стоит относительная масса М. Она по историческим причинам совпадает с нашей неправославной молярной массой. Но это именно совпадение, если относительные массы всех веществ умножить или разделить на одно число, они останутся правильными. Но правильный ответ в данной задаче давать перестанут. Значит, в "макро-уравнении" вы используете именно молярную массу, просто не хотите это признавать. Потому и единица измерения R несуразная получается - если заменить вашу "безразмерность" на г/моль, то всё нормально.

Пока репу чесала, нашла вот прямо про вас:
"Любая физическая величина имеет физическую размерность как атрибут ее качества, если у какой-либо величины нет физической размерности (говорят, что она "безразмерна"), то это не физическая величина, а только некий относительный математический коэффициент, отношение между двумя другими физическими величинами одной и той же размерности.
К сожалению, последнего не понимают многие математики ("физико-математики"). Они пытаются присвоить смысл самостоятельной физической величины таким коэффициентам или даже построить целые безразмерные "физико-математические" системы единиц, не понимая, что без качества физической размерности такие системы сами не имеют физического качества, но являются лишь количественно-математическими моделями, толерантными к логическим ошибкам. То есть такие математические модели допускают нарушение логики в результате подмены одного физического качества другим, просто не видя физического качества."
Выходит, есть вероятность, что это вы не просто надо мной издеваетесь, а действительно думаете так, как пишете.

Re: Битва за моль

>У вас там сверху стоит относительная масса М. Она по историческим причинам совпадает с нашей неправославной молярной массой.

М не совпадает по значению с молярной массой.

Re: Битва за моль

М*2 совпадает, не придирайтесь к ерунде.

Re: Битва за моль

Я знаю, как получить Gk, вопрос численного совпадения M * Gk с молярной массой водорода я готов обсудить, если Вы мне покажете, как именно получить то, что Вы называете молярной массой водорода (оставаясь в рамках механических измерений и не залезая в квантовую механику).