美国曼哈顿工程计划讲解

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1、美国曼哈顿工程计划 美国邮局设计的蘑菇云的邮票 蘑菇云的邮票 1994年11月，一枚由美 国邮局设计的蘑菇云的邮票 还没问世，便掀起日、美两 国之间的一场风波。为了纪 念第二次世界大战结束50周 年，其中一枚画面正是美国 在广岛投下的那枚原子弹爆 炸的蘑菇云，文字说明是： “1945年8月，原子弹加速了 战争的结束。” 日方立即向美方外交部 提出抗议从而惊动白宫，克林 顿总统亲自干预此事，觉得此 时出这枚邮票不合时宜，立即 更换为杜鲁门总统宣布第二次 世界大战结束的头像。 杜鲁门总统头像 希特勒上台后犹太科学家流亡情况 爱因斯坦去了美国普林斯顿（1921年诺贝尔奖得主） 。 弗兰克去了美国芝加

2、哥大学（1925年诺贝尔奖得主） 。 马克斯玻恩去了英国的爱丁堡大学（ 1954年诺贝尔 奖得主）。 泡利去了苏黎世，后去美国普林斯顿（1945年诺贝尔 奖得主）。 迈特纳去了瑞典斯德哥尔摩诺贝尔评奖委员会。 大约有40万受过高等教育的犹太人流亡国外。 德国知识分子选举阿道夫希特勒的集会 1933年11月 11日，莱比锡，德国知识分子选举阿道夫希特勒的集会。前 排最右端为外科医生绍尔布拉什（F.Sauerbruch），从左数第4人为哲学家 海德格尔（M.Heidegger）。艺术家品德尔（W.Pinder）和人类学家费舍尔 （Eugefl Fischer）也参加了选举。 1921年爱因斯坦抵达

3、纽约 爱因斯坦像一场自 然界的灾难一样引 起了人们广泛的注 意，成了“公众热点 人物”。他问道：“ 难道我像个江湖骗 子或催眠术的人， 让大家把我看成是 一个马戏团的小丑 吗？”这位最谦虚的 人什么也不指望， 只希望自己能安静 地从事自己的工作 。 莉茨迈特纳 莉茨迈特纳是一位导致 核裂变发现的物理学家， 被称为“原子弹的犹太母 亲”，1938年11月被纳粹 驱逐，后去瑞典的斯德哥 尔摩诺贝尔委员会工作， 他曾拒绝研制原子弹，被 称为“德国的居里夫人” 。 莉茨迈特纳 少女时代的莉茨迈特纳 迈特纳和哈恩在威廉皇家化 学研究所 哈恩核裂变的发现 哈恩，O Otto Hahn (18791968)

4、.联邦德国放射 化学家。1879年3月8日生于 法兰克福，1968年 7月28日 卒于格丁根。1901年在该校 获得有机化学博士学位， 1905年去加拿大蒙特利尔协 助卢碧福工作。1906年在柏 林大学工作，1910年成为该 校教授。1928年担任威廉皇 家化学研究所所长。1946年 任威廉皇家学会（现名马克 斯普朗克学会）会长。 哈恩一生中最大的贡献 是1938年和F.斯特拉斯曼一 起发现核裂变现象，揭示了 利用核能的可能性。铀经中 子照射后产生了一些 -放射 性核素，开始不少科学家认 为是超铀元素。哈恩和斯特 拉斯曼在仔细鉴定核反应产 物后，肯定其中之一是放射 性钡。 当时在瑞典的 迈特纳

5、和O.R.弗里 施认为这是铀核被 中子击中后分裂成 的质量相近的碎片 。哈恩因发现核裂 变现象获得1944年 诺贝尔化学奖。 哈恩的发现 哈恩（OHahn ）和斯特拉斯曼 （FStrassman ）于1938年12月 发现了核裂变， 这是50年代时他 俩参观当年发现 核裂变的实验室 ， 就是用这台仪 器发现了核裂变 。 核裂变的 消息由尼尔斯 玻尔参加哥 伦比亚国际理 论物理学会议 带到了美国 美国科学家的行动 早在1939年8月，西 拉德和其他两位物 理学家找到了，希 望他以自己的威望 给美国总统写信， 说明美国政府率先 研制这张照片是 在1946年夏天在这 具有历史意义的地 方重拍的 爱因

6、斯坦和西拉德、爱 德华泰勒、维格纳等1939 年8月2日给罗斯福总统签的 署名信，此信由荐名经济学 家，罗斯福总统私人顾问萨 克斯转交给罗斯福的。 1941年12月7 日凌晨，日本海军 对美国太平洋舰队 海军进行突然袭击 ，是日本发动太平 洋战争所进行的海 上进攻战役；日本 军队击沉8艘美国 战列舰，使美国海 军受到重创，这使 日本在太平洋战争 初期得以顺利进攻 。 日本海军突然袭击珍珠港 偷袭珍珠港的战略图 就在珍珠港事件发生 的前一天1941年12月6日 ，美国总统签署了向原子 弹全面进军的计划，并把 该计划命名为“曼哈顿计 划”，并任命以建造美国 五角大楼成名的格罗夫斯 准将为这一计划的

7、领导者 。12月7日发生了珍珠港 事件，12月8日，罗斯福 总统向美国国民沉重地宣 告，美国已被迫卷入太平 洋战争。 格罗夫斯 准将一眼看重 了奥本海默， 并且认为他是 实现自己理想 的合适人选。 奥本海默（Robort Oppenheimer） 美国理论物理学家和科学组织家。美国研制第一批原子弹的“曼 哈顿计划”的主要技术负责人。1904年 4月22日生于纽约，1925 年毕业于哈佛大学，其后两年间，先后在英国剑桥大学卡文迪许 实验室和德国格丁根大学研读，在M.玻恩指导下于1927年获得哥 廷根大学博士学位。1929年再次去欧洲，先后在荷兰莱顿大学和 瑞士苏黎世大学工作，接识W.泡利。回国后

8、，19291942年在加 利福尼亚大学和加利福尼亚理工学院任教和做研究工作。1946 1966年任普林斯顿高级研究院院长。1967年2月18日患喉癌在美 国普林斯顿逝世。1942年奥本海默负责筹组了属于曼哈顿计划的 洛斯阿拉莫斯实验室，次年任该实验室主任。在此期间，他组织 领导了一大批世界著名的物理学家，研究、设计了首批原子弹。 被称为“原子弹之父”。第二次世界大战以后,他反对美国制造 氢弹,主张原子能的国际合作，从而受到麦卡锡主义者的迫害（ 即所谓奥本海默案件）。奥本海默培养了许多理论物理学家，促 进了第二次世界大战后美国的新的物理学中心的形成。 奥本海默招兵买马 奥本海默在极短的时间内在全

9、国招聘科学家近百名， 这些科学家有原子能之父费米、核天体物理学家汉斯 贝特（Hans Bethe）、加速器之父劳伦斯（EO Lawrence）、美国氢弹之父爱德华特勒（ETeller ）、化学家拉姆赛、X射伐散射的初创者康普顿（A HCompton）、计算机之父冯诺伊曼（von Neumann）、反质子的发现者赛格雷（Emilio Segre） 、重氢的发身寸者尤里（HCUrey），量子电动力 学的创立者费因曼等，这里遍布了诺贝尔奖获得者和 后来获得诺贝尔奖的人，他们代表美国当代第一流的 水平，无论是剑桥大学的卡文迪什实验室，还是柏林 和哥廷根，甚至普林斯顿的高等研究院都不曾聚集过 这么多的天

10、才 费密1901年 生于罗马， 1922年去德国格丁根大学随 M.玻恩工作，后又去荷兰莱 顿大学随P.厄任费斯脱工作 。1927年在罗马大学担任第 一任理论物理讲座。1938年 因用中子轰击重元素而发生 衰变方面的成就获得诺贝尔 奖。费密对统计物理、原子 物理、原子核物理、粒子物 理、中子物理都有重要贡献 。在他领导下，于1942年在 芝加哥大学建成了世界上第 一座可控原子核裂变链式反 应堆，为原子能的利平利用 做出了开创性的工作。 诺伊曼，J. John von Neuman (19031957)美籍匈牙 利数学家。1903年生于布达佩斯 。诺伊曼先后入柏林大学和苏黎 世技术学院学习，192

11、6年获布达 佩斯大学数学博士学位。1930年 移居美国，在普林斯顿大学和该 校高级研究所工作。1945年任计 算机研究所所长，1954年任原子 能委员会委员。1945年，诺伊曼 发表了离散变量自动电子计算机 “埃德伐克”(EDVAC)计算机设 计方案，提出重大革新措施，对 于现代计算机的发展具有重要的 意义。 伯克利辐射实验室的劳伦斯（ EOLawrence） ，是一个天 生的从零开始建起的一项伟大事 业的首领，总是将自己与辐射实 验室及其成就等同起来，他有着 非凡的科学领导能力和无限的献 身精神；在功劳归属问题上素来 慷慨大度他正确地认为：别人 的成功如果是在辐射实验室取得 的，也是他的成功

12、在劳伦斯的 鼓舞和启发下，伯克利辐射实验 室成为一个团结奋进的集体和物 理学界的一个重要研究中心他 所创立的“大科学”和大规模物 理学研究风格，成为二战后大科 学研究的样板. 劳伦斯在 他的加速器前 。 这是劳伦斯发 明的小型加速器。 美国物理学家。1918年生于 纽约,1939年毕业于麻省理工学 院，1942年得普林斯顿大学哲 学博士学位。在第二次世界大 战期间参加了美国发展核武器 的工作。战争结束后到康奈尔 大学任教。自1951年起任加利福 尼亚理工学院教授至今。费因 曼于40年代发展了用路径积分 表达量子振幅的方法，并于 1948年提出量子电动力学新的 理论形式、计算方法和重正化 方法，

13、从而避免了量子电动力 学中的发散困难。由于这一贡 献他和美国的J.S.施温格、日本 的朝永振一郎共同获得1965年 诺贝尔物理学奖。 尤里，H.C. Harold Clayton Urey (18931981) 美国化学家和天体化学家。 1893年生于印第安纳州沃克顿， 1981年卒于加利福尼亚州拉霍亚。 1917年毕业于蒙大那大学。1923年 获加利福尼亚大学博士学位。曾在蒙 大那大学、霍普金斯大学、哥伦比亚 大学、芝加哥大学任教或指导研究工 作。1958年起到退休前，在加利福 尼亚大学任教授。1942年曾任哥伦 比亚大学原子能研究所所长。尤里 1931年12月在哥伦比亚大学任教期 间与助手

14、们发现了重氢氘。尤里 因发现重氢而获1934年诺贝尔化学 奖。还曾获戴维奖章、吉布斯奖章、 富兰克林奖章等学术奖励30多种， 1973年获普里斯特利奖。 贝特，Hans Albrecht Bethe (1906 )美籍德国物理 学家。1906年生于德国的斯特拉 斯堡，1928年在慕尼黑大学获博 士学位。19301933年赴英国随 E.卢瑟福及赴意大利随E.费密进 行研究工作。1935年赴美国康奈 尔大学任教。1941年入美国藉。 1954年贝特当选为美国物理学会 会长，1957年成为英国皇家学会 外籍会员和美国科学院院士。 1961年被授予费密奖。1967年因 恒星核聚变的研充获得诺贝尔物 理

15、学奖。1978年他研究了巨星引 力坍缩所引起的超新星爆炸。 意大利出生的美籍物 理学家埃米利奥塞格雷（ Emilio Segr 19051989 ），是一位杰出的实验物理 学家；他一生主要在光谱线 的禁戒跃迁、里德伯态、分 子束研究、中子慢化、新化 学元素的发现及其核子碰撞 等广阔的领域取得了丰硕成 果；他参与了美国的“曼哈 顿工程计划”；由于反质子 的发现，使他与张伯伦一起 摘取了1959年诺贝尔物理学 奖的桂冠 1942年，尼 尔斯玻尔也来到 了洛斯阿拉莫斯 ，当时化名为“贝 克”。 奥本海默招兵买马 奥本海默描述道：“几乎每个人都意识到这 一项伟大的事业，几乎每个人都知道，这是用科学的

16、基本知识和技艺为国家利益服务的无与伦比的一次机 会，献身和爱国主义的情感最终占了上风，大多数被 邀的科学家都来到了洛斯阿拉莫斯” 洛斯阿拉莫斯 （Los Alamos）科 学家的会堂 橡树岭铀气体扩散厂 位于田 纳西州 橡树岭 铀同位 素气体 扩散法 分离工 厂 奥本海默招兵买马 奥本海默首先让费米领导一个小组，负责筹建 原子反应堆，以获得铀235；让劳伦斯负责 筹建电磁同位素分离，从天然铀中分离铀 235（铀235只仅天然铀238的0.7，而 铀235是容易裂变的产物）；让尤里负责用 气体扩散法生产浓缩铀235；他采用三管齐 下，以便早日拿到炸药曼哈顿计划全部费用 当时超过20亿美元，在历史上类似的人力状况 只有建造金字塔和20世纪开凿苏联的白令海运 河时才出现过，而动用最优秀的技术力量历史 上从未有过，到战争结束时，“曼哈顿计划” 已经超过了美国的整个汽车工业 洛斯阿拉莫斯 奥本海