中子
中子是一種基本粒子,質量數為1,不帶電荷。中子的靜止質量與質子的靜止質量相同,為167×10-24克。單獨的中子不穩定,會衰變為質子。中子易進入原子核內部,在原子核物理研究中,常利用中子來引起核反應,在核裂變中必須由中子引爆。
核子
組成原子核的粒子稱為核子。原子核的主要成份是質子和中子,所以通常的核子指質子和中子,但核子應該包括可能存在於原子核內部的其他粒子及反粒子。(質子和中子見“質子、中子”條目)
核反應
是使發生有關原子核變化的過程。通常是利用天然放射性的高速粒子或利用人工加速的粒子轟擊原子核而引起核反應。在核反應過程中將有能量放出或吸收,所放出或吸收的能量叫作反應能。核反應過程遵守電荷、動量、角動量、能量或質量守恒等規律。反應能的量值和符號(即吸收或釋放能量),按愛因斯坦相對論的質能關係式確定。即如果反應物的總靜止質量為M反,生成物的總靜止質量為M生,根據質量守恒,M反=M生+△m,如果△m>0,則反應中會放出能量,反之,△m<0時吸收能量,能量的大小為△m×光速的平方。1克質量差相當於9×1020爾格的能量。
裂變
是較重的原子核分裂為兩個或多個輕原子核的現象,稱為核分裂。通常用快中子或慢中子可引發核分裂的產生。如鈾—235受到熱中子(非常慢的中子)轟擊時就能分裂。原子核裂變時釋放出巨大能量(包括裂塊和中子的動能及γ射線的能量等)。在原子核反應堆中已經能夠控製和利用這種能量。1千克鈾全部裂變時放出的能量相當於2500噸優質煤完全燃燒時放出的化學能。
原子彈
極大的核能量在極短時間內放出即成為爆炸現象。原子彈是一種內部由快中子引發的核分裂現象在短時間內不斷發生,而核分裂時的巨大能量也同時釋放出來的裝置。一般以純鈾-235或純鈈-239作核燃料(或稱炸藥),將它們做成半球形兩塊,每一小塊的體積小於爆炸所需要的體積,但當兩塊合成一塊時,會達到爆炸體積而迅速發生核反應並發生爆炸。原子彈的威力很大,1公斤鈾-235分裂時相當於2萬噸黃色炸藥的爆炸能力。
核反應堆
使原子核裂變的反應能夠有控製地持續進行而獲得核能的裝置。這是一種利用原子能最重要的大型設備。這種設備能夠控製裂變反應的強度,使這種反應保持這一強度進行下去不發生爆炸而輸出巨大的能量。其控製方式主要是控製反應堆中中子的濃度。核反應堆是核潛艇的能源,大型的核發電站也是利用核反應堆的能量而發電,其將是將來重要的能源。
聚變
聚變即指核聚變,在高溫和高壓下兩個或多個輕原子核合成為一個重原子核,這種現象稱為聚變。這種反應像核分裂一樣,也有大量能量釋放出來。可以發生聚變反應的元素有氫、重氫及鋰等輕原子核。聚變反應因為需要在高達百萬度或千萬度以上的溫度下才能進行,故又稱為熱核反應。在熱核反應中,如促使所有可聚變原料在極短時間內用盡,這瞬時間的巨大能量產生將引起極猛烈的爆炸,利用這種原理製成的原子彈稱為氫彈。
氫彈
是使氫核發生不可控的聚變反應而產生巨大能量的炸彈。由於聚變反應需要極高的溫度,因此它是靠原子彈爆炸而引爆,使氫原子核發生不可控的聚變而在短時間釋放巨大的能量。它的威力要比原子彈大很多倍。在一顆氫彈中,包含著普通炸彈引爆原子彈,原子彈再引發氫彈的爆炸。由於聚變材料的多少不受限製,故其威力可隨核聚變材料的質量加入而增加。
基本粒子
指比原子核還要小的物質單元。包括電子、中子、質子等一係列粒子。基本粒子有的帶正電或負電,電量與電子相同,有的不帶電呈電中性,而它們的質量相差極大。基本粒子可分為強子、輕子和光子三種。基本粒子多數是不穩定的,會衰變成另一種基本粒子。許多基本粒子都有反粒子,一對正反粒子相遇時會同時消失而轉化為別的粒子。基本粒子是組成物質的最小結構,是高能物理和粒子物理研究的主要對象。
物理學家
焦耳
英國物理學家,在電和熱的研究中作出了巨大貢獻。1984年,焦耳由實驗的結果發現了電流通過導體時放出的熱量與電流的平方、導體的電阻以及通電的時間成正比。為了紀念焦耳的這一發現,將這一定律稱為焦耳定律。接著,焦耳以實驗證明,熱和功率在本質上是相同的,從而確立了能量不滅定律,測定了熱的功當量。他和楞次各自獨立地發現了電流通過導體時產生熱量的定律,稱為焦耳-楞次定律。作為物理學的單位,焦耳是能量和功的國際製單位的專門名稱。1焦耳相當於1牛頓的力使物體在力的作用方向上移動1米時所做的功。
瓦特
英國物理學家(1736~1819年),是蒸汽機的發明者。為了測定新製造出來的蒸汽機的功率,瓦特規定在一分鍾內把1000磅的重物升高33英尺的功為1馬力,這就是英製馬力。為了紀念瓦特,人們將功率的國際製單位稱為瓦特。1瓦特等於每秒鍾做出的一焦耳的功,即焦耳/秒。
貝爾
美國物理學家,在電學和聲學方麵作出了偉大的貢獻。為了紀念他的成就,人們將在聲學中測定聲強級的單位稱為貝爾。它在數值上等於被測聲強和聲強的最小值之比的常用對數。在電學上計算電流或電壓的比也借用貝爾作單位。在數值上等於輸出電流(或電壓)與輸入電流(或電壓)的比的常用對數的兩倍。
庫侖
法國工程師、物理學家(1736~1806年)。曾在美國也爾工程學校讀書。在法國大革命時期,到布盧瓦致力於科學研究。後來回到巴黎,成為新建研究院成員。庫侖於1773年發表有關材料強度的論文,提出了使各種物體經受應力和應變直到它們的折斷點,然後根據這些資料就能計算出物體上應力和應變的分布情況。這種方法沿用至今,是結構工程的物理基礎。1777年庫侖開始研究靜電和磁力問題。當時法國科學院懸賞,征求改良航海指南針中的磁針問題。庫侖認為磁針支架在軸上,必然會帶來摩擦,要改良磁針的工作,必須減少摩擦,提出了用絲線懸掛磁針的方法。他又發現了線在扭轉時的扭力和針轉過的角度成比例關係,從而可利用這種裝置計算靜電力或磁力的大小,因而發明了定量扭秤。1779年,庫侖分析摩擦力時,提出有關潤滑劑的科學原理。1789年,庫侖用扭秤測量靜電力和磁力,導出了著名的庫侖定律,即在真空中的兩個靜止的點電荷之間的相互作用力的大小與它們的電量的乘積成正比,和它們之間的距離的平方成反比;作用力的方向沿著它們的連線,同號電荷相斥,異號電荷相吸。人們為了紀念庫侖的卓越成就,將電量的單位規定為庫侖。