黎超雄

據(jù)美國中央情報(bào)局透露，中國和俄羅斯就聯(lián)合研制隱形戰(zhàn)斗機(jī)、隱形轟炸機(jī)、新型預(yù)警機(jī)、新型相控陣?yán)走_(dá)、反衛(wèi)星導(dǎo)彈、電磁炮和高能激光武器等七種尖端武器達(dá)成協(xié)議。中情局認(rèn)為中國和俄羅斯將在蘇-47金雕的基礎(chǔ)上聯(lián)合研制隱形戰(zhàn)斗機(jī)。在隱形轟炸機(jī)方面則將以中國的轟八項(xiàng)目為基礎(chǔ)進(jìn)行合作。新型預(yù)警機(jī)和新型相控陣?yán)走_(dá)則是全新的聯(lián)合研發(fā)項(xiàng)目。反衛(wèi)星導(dǎo)彈、電磁炮和高能激光武器方面中俄各有所長，主要進(jìn)行技術(shù)交換，再聯(lián)合研發(fā)。俄羅斯的優(yōu)勢(shì)是有雄厚的技術(shù)儲(chǔ)備和豐富的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但資金短缺，而且技術(shù)發(fā)展緩慢。中國的特點(diǎn)是技術(shù)發(fā)展快，資金充足，很有中國特色，在某些方面已經(jīng)領(lǐng)先于俄羅斯，但技術(shù)不系統(tǒng)，不全面，具備點(diǎn)的突破，卻沒有實(shí)現(xiàn)面的跨越。

而幾百年以來，在科幻作品中出現(xiàn)的那些神秘的光學(xué)武器、聲波武器、電磁武器以及核武器等，如今都已紛紛問世。這些高精尖端的現(xiàn)代化軍事武器，都與物理學(xué)密切相關(guān)。

一、聲波武器

次聲武器是利用機(jī)械縱波，頻率低于20 Hz以及和人體器官固有頻率相近的次聲波與人體器官發(fā)生共振，導(dǎo)致器官變形、移位、甚至破裂，以達(dá)到殺傷目的的武器。其特點(diǎn)是：突襲性、作用距離遠(yuǎn)、穿透力強(qiáng)、無環(huán)境污染。

次聲武器大體可分為兩類：（1）“神經(jīng)型”次聲武器。次聲頻率和人腦“阿爾法節(jié)律”（8～12 Hz）很接近，所以次聲波作用于人體時(shí)要刺激人的大腦，引起共振，對(duì)人的心理和意識(shí)產(chǎn)生一定影響：輕者感覺不適，注意力下降，情緒不安，導(dǎo)致頭昏、惡心；嚴(yán)重時(shí)使人神經(jīng)錯(cuò)亂，癲狂不止，休克昏厥，喪失思維能力。（2）“器官型”次聲武器。當(dāng)次聲波頻率和人體內(nèi)臟器官的固有頻率（4～18 Hz）相近時(shí)，會(huì)引起人的五臟六腑產(chǎn)生強(qiáng)烈共振。輕者肌肉痙攣，全身顫抖，呼吸困難；重者血管破裂，內(nèi)臟損傷，迅速死亡。

1. 人體內(nèi)部器官的固有頻率為8～12Hz。1986年，法國次聲波實(shí)驗(yàn)室發(fā)生次聲波泄漏，造成30多名在田間勞作的農(nóng)民突然死亡，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的主要原因是（）

A. 次聲波傳播的速度快

B. 次聲波頻率與人體內(nèi)部器官固有頻率相同，由于共振造成器官受損而死亡

C. 次聲波的能量比其他聲波的能量高，對(duì)人體傷害大

D. 次聲波穿透能力強(qiáng)，穿過人體時(shí)造成傷害

二、電磁武器

電磁武器是根據(jù)電磁波輻射會(huì)對(duì)人體造成損傷這一物理原理研制而成的。目前研制的電磁武器有微波波束武器和電磁脈沖武器兩類。微波波束武器是指利用定向輻射的高功率微波波束來殺傷、破壞目標(biāo)的武器。由于這類武器的技術(shù)復(fù)雜，目前還沒達(dá)到實(shí)用階段。電磁脈沖武器是一種利用強(qiáng)電磁脈沖摧毀襲擊導(dǎo)彈或破壞雷達(dá)、通信系統(tǒng)和武器系統(tǒng)中電子設(shè)備或擾亂人的大腦神經(jīng)系統(tǒng)，使人暫時(shí)失去知覺的武器。電磁脈沖武器爆炸時(shí)發(fā)出能量高達(dá)數(shù)百萬瓦的電磁脈沖，其頻域?qū)?，從極低頻到超高頻，因此可破壞大范圍內(nèi)一切正在使用的軍用和民用電子、信息、通信系統(tǒng)，摧毀發(fā)射導(dǎo)彈的電子控制設(shè)備，癱瘓敵國的電力輸送網(wǎng)、通信網(wǎng)、電視網(wǎng)等，破壞民眾正常的生產(chǎn)和生活。

2. 1961年10月，前蘇聯(lián)在新地島上空35 km處進(jìn)行空爆核試驗(yàn)，不料氫彈不僅毀滅了爆心附近的一切，還對(duì)數(shù)千千米范圍內(nèi)的電子系統(tǒng)產(chǎn)生沖擊，蘇軍地面的防空雷達(dá)被燒壞，無法探測空中的飛行目標(biāo)；數(shù)千千米長的通信中斷，部隊(duì)1個(gè)多小時(shí)處于無法指揮狀態(tài)。無獨(dú)有偶，1962年，美國在太平洋的約翰斯頓島上空進(jìn)行空爆核試驗(yàn)后，距約翰斯頓島1 400 km之遙的檀香山卻陷入一片混亂：防盜報(bào)警器響個(gè)不停，街燈熄滅，動(dòng)力設(shè)備上的繼電器一個(gè)個(gè)被燒毀……當(dāng)時(shí)人們并不能解開這個(gè)謎。后來經(jīng)過幾年的研究，才發(fā)現(xiàn)這是氫彈爆炸所產(chǎn)生的電磁脈沖造成的惡果。若一枚原始脈沖波功率為10 kMW，頻率為5 kMHz的氫彈在1 000 m的高空爆炸，它將使方圓400～500 m2地面范圍內(nèi)的電場強(qiáng)度達(dá)到每米數(shù)千伏，使得電網(wǎng)設(shè)備、通信設(shè)施和計(jì)算機(jī)中硬盤與軟件均遭到破壞，則這是由于（）

A. 電磁脈沖引起電磁感應(yīng)現(xiàn)象

B. 電磁脈沖產(chǎn)生動(dòng)能

C. 電磁脈沖產(chǎn)生高溫

D. 電磁脈沖產(chǎn)生強(qiáng)光

三、激光武器

由于激光具有方向性好、單色性好、亮度高、相干性好等特征，其在軍事上的應(yīng)用很廣泛。激光武器是一種利用沿一定方向發(fā)射的激光束直接攻擊目標(biāo)的定向武器，其主要特點(diǎn)有：①反應(yīng)時(shí)間短、照射速度快、命中精度高。激光武器的照射速度極快，可達(dá)每秒3×105 km，比普通槍彈速度要快40萬倍，比導(dǎo)彈的速度快10萬倍，所以無需計(jì)算提前量，只要瞄準(zhǔn)便可百發(fā)百中，指哪打哪，命中率極高。②輻射強(qiáng)度高，摧毀威力大。激光武器以強(qiáng)激光照射，通過燒蝕、氣化武器裝備的外殼來造成人員傷亡或電路故障。③沒有后坐力。④無污染，抗電磁干擾能力強(qiáng)。激光在軍事與國防上的應(yīng)用主要有激光測距、激光雷達(dá)、激光制導(dǎo)和激光模擬等技術(shù)。

3. 激光雷達(dá)的研發(fā)早在上個(gè)世紀(jì)的七十年代就開始了，在軍事上用于對(duì)各種飛行目標(biāo)軌跡的測量。假如某雷達(dá)工作時(shí)，發(fā)射電磁波的波長λ=20 cm，每秒鐘脈沖數(shù)n=5 000，每個(gè)脈沖持續(xù)時(shí)間t=0.02 μs，試求電磁波的振蕩頻率是多少？最大的偵察距離是多少？

四、核武器

核武器是利用原子核反應(yīng)瞬間釋放出巨大的能量而起殺傷作用的武器。原子彈、氫彈、中子彈等統(tǒng)稱核武器。核武器的爆炸方式有空中爆炸、地面爆炸。不同的爆炸方式，其殺傷破壞效果是不同的。其共同特點(diǎn)是依次出現(xiàn)閃光、火球、塵柱、蘑菇狀煙云?？毡臍茐奶攸c(diǎn)是：殺傷地面人員，破壞地面目標(biāo)及工礦、交通樞紐和城市建筑等，并形成一定的放射性沾染。地爆的殺傷破壞特點(diǎn)是：破壞地面或地下的堅(jiān)固目標(biāo)，殺傷工事內(nèi)人員，造成嚴(yán)重的放射性沾染。

1. 原子彈

原子彈是以重核鈾或钚裂變的核彈。原子彈的原理是核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，由中子轟擊鈾235或钚239，使其原子核裂開產(chǎn)生能量，包括沖擊波、瞬間核輻射、電磁脈沖干擾、核污染、光輻射等殺傷作用。

2. 氫彈

氫彈是核裂變加核聚變，即由原子彈引爆氫彈，原子彈放出來的高能中子與氘化鋰反應(yīng)生成氚，氚和氘聚合產(chǎn)生能量。氫彈爆炸實(shí)際上是原子彈和氫彈兩顆核彈爆炸，所以氫彈的威力比原子彈更大，若裝載同樣多的核燃料，氫彈的威力是原子彈的4倍以上。

4. 1945年8月6日早上8點(diǎn)15分，美國在日本廣島上空拋下了一枚原子彈，原子彈的爆炸造成廣島市十幾萬居民死亡，都市遭到毀滅性打擊。這是人類歷史上第一個(gè)遭受核武器襲擊的都市。假設(shè)落在日本廣島上的原子彈相當(dāng)于2萬噸TNT炸藥，其能量約為8.4×1013 J，則有多少個(gè)23592 U原子進(jìn)行分裂？如果一個(gè)鈾23592 U原子核分裂時(shí)所產(chǎn)生的能量是200 MeV，該原子彈中含23592 U的質(zhì)量最小限度為多少？

5. 1960年12月我國開始對(duì)氫彈進(jìn)行理論研究，1964年10月開始技術(shù)研究，1966年12月完成氫彈裝置制造，1966年12月28日12時(shí)，在新疆羅布泊核試驗(yàn)場進(jìn)行了第一次低威力氫彈試驗(yàn)。試驗(yàn)安排了47個(gè)測量項(xiàng)目，還有81個(gè)效應(yīng)試驗(yàn)項(xiàng)目，主要試驗(yàn)有動(dòng)物、飛機(jī)洞庫、導(dǎo)彈發(fā)射豎井、快艇掩蔽部、地下鐵道、水壩坑道等模擬工事及各種武器裝備。試驗(yàn)獲得圓滿成功，使中國成為繼美國、蘇聯(lián)、英國之后世界上第四個(gè)掌握氫彈研制技術(shù)的國家。如果已知氘核21H的質(zhì)量為2.013 6 u，氚核31H的質(zhì)量為3.016 6 u，氦核42He 的質(zhì)量為4.002 6 u，中子的質(zhì)量為1.008 7 u，且1 u的質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量為931.5 MeV，試求在氫彈中當(dāng)合成1 kg的氦時(shí)所放出的能量。