費米的紙片試驗
美國新墨西哥州南的沙漠上,熾烈無比的閃光,震耳欲聾的巨響。緊接著是一個明亮的眼的火球迅速膨脹、上升,同時地麵上掀起一個粗大的塵柱,當塵柱追上直徑達五百米的大火球時,便形成高達十幾公裏的蘑菇狀煙雲--世界上第一顆原子彈試驗成功啦!這是1945年7月6日淩晨。
參加試驗的科學家、工程技術人員全部蹲在附近的掩體裏。因為他們知道:原子彈爆炸是一種劇烈的原子核裂變過程,它的巨大的能量,在一瞬間以三仲形式釋放出來:一種是在爆炸中心產生極高的溫度,輻射出大量的熱;一種是空氣受熱劇烈膨脹,產生激烈的衝擊波;還有一種是產生相當多的放射性物質,造成放射性汙染。
可是,一個出人意料的情景出現了:身穿防護衣的意大利物理學家費米,突然躍出了掩護體,直向原子彈爆炸的試驗場飛跑。一邊把小紙片舉在頭上,使它隨著氣流飄落。當他跑回來時,揚了揚手中的小紙片,眼中閃爍著奇異的光,他興奮地宣布道:"我測出來啦--第一顆原子彈爆炸的威力,相當於兩萬噸梯恩炸藥爆炸時放出的能量!"
兩小時後,經過精密儀器測定的結果送來了,居然和費米的紙片實驗結果基本相符。人們感到萬分驚奇,紛紛向費米詢問,他是怎麽計算出來的。
費米平靜地答道:"我根據原子彈爆炸時三種形式能量之間的關係,選擇了其中最容易測量的一種--利用空氣受熱劇烈膨脹產生的強大氣流的功能,作為推算整個爆炸能量的依據,而氣流的功能,又可根據它的速度推算出來。我用紙片來作實驗:氣流的速度可以看作紙片飄流的速度,紙片的速度可以根據紙片飄落的時間和距離計算出來,而時間和距離又可以根據我特定的腳步求得。當然,推算出來的結果,隻能是個近似的數值。"
人們由衷地敬佩費米大無畏的精神和非凡的智慧。