【菜科解读】

假如我们将一条直线用某个实体表面盖住，直线会被分为左右两侧，而有人的在观察这两侧的直线的时候，会根绝它有一些错位，这个现象就被称为波根多夫错觉，它和黑林错觉、咖啡店幻觉一样经常出现，但是却不容易被察觉，那么波根多夫错觉原理究竟是什么呢?我们一起来了解一下。

波根多夫错觉原理

在视觉错误中，菜叶说说，有的是因为颜色和明暗对比而产生的错觉，比如附钻石阴影错觉等等;有的是因为形状和方向而产生的错觉，波根多夫错觉就是其中之一，它产生的原理是由于视觉神经细胞在光线刺激的情况下，会出现一定的错位，从而产生了物体形状和方向发生改变的幻觉。

要了解波根多夫错觉原理，必须知道两点，第一点是人在观察某个物体的时候会受到物体旁边的光线的影响，这个影响会导致人对物体形状的判断出现错误，比如将某个圆形放在光纤暗和亮的地方，如果长时间观察的话，会发现两种光纤下物体的形状是不同的。

事实上早在上世纪60年代，人们就已经开始了对波根多夫错觉原理的研究，并且取得了一定的成果，科学家认为两个轮廓相互接近的时候，网膜内的侧抑制过程会改变由于轮廓所刺激的细胞活动，使得神经系统的兴奋分布发生变化，于是产生了轮廓位移的幻觉。

波根多夫错觉的由来

德国的生物学家波根多夫曾在研究中发现了一种错觉现象，那就是如果一条直线以某个角度消失于一个实体表面后，随即又出现于该实体的另一侧，此时人们会发现它出现错位，后来人们将这种现象以波根多夫的名字而命名，称它为波根多夫错觉。

在相关的研究中，波根多夫还发现，如果让一只眼睛看到倾斜线，而另外一只眼睛看到两条平行线，那么人也会看到位移的错觉，而这种现象波根多夫无法解释，即使用现代的理论也无法解释，所以很多人认为这个错觉的研究不仅与视觉神经中枢有关。

错误在现实中的应用

尽管人们对波根多夫错觉无法给出合理的解释，但是却可以将它所产生的类似效果应用在生活或者工作中，比如在电影领域中，如果将一条水管垂直摆放在低音炮前，将低音炮调至24赫兹正弦波，让水流起来进行拍摄，那么拍摄的画面中水看上去就像静止的一样。

最常见的应用则是在服装设计上，有些时候可以利用视觉上的错误，来让服装达到一些意想不到的效果，比如让服装穿起来显得更瘦，或者让服装穿起来颜色更明亮等等。

这个时候人们可以体会到错觉并非是无用的，至少它在某些时候可以给感官上带来很好的刺激。

原子弹数学原理

它让科学家明白在核反应中，质量的减少可以转化为巨大的能量，为原子弹能量释放提供了理论依据。

中子扩散方程：形式是(frac{partial n}{partial t} = Dnabla^2 n + Sigma_f n)，此方程描述中子在核材料中的时空分布。

通过它能够判断链式反应是否持续，当增殖系数(k>1)时，链式反应就可以持续进行，这对于维持原子弹爆炸所需的不断反应非常关键。

临界质量计算：运用概率统计和蒙特卡罗方法模拟中子与原子核的相互作用，相关公式为(M_c = frac{pi rho}{k_{text{eff}}}left(frac{3}{4pi N}right)^{2/3}) ，其中(rho)为密度，(k_{text{eff}})为有效增殖因子。

临界质量是保证原子弹能够爆炸的最小核材料质量，准确计算它对原子弹的设计至关重要。

流体力学模拟：需要解Navier - Stokes方程(rholeft(frac{partial v}{partial t} + vcdotnabla vright) = -nabla p + munabla^2 v)，用于分析爆炸冲击波的传播情况。

了解冲击波的传播规律，有助于研究原子弹爆炸后的破坏范围和程度。

热辐射计算：依据斯特藩 - 玻尔兹曼定律(j=sigma T^4)，该定律可用于评估爆炸温度场与能量辐射。

确定热辐射情况能更好地了解原子弹爆炸产生的高温和能量辐射对周围环境的影响。

这些数学模型支撑了原子弹从设计到爆炸的全过程，确保能量在微秒级时间内指数级释放。

原子弹的原理

原子弹里用于裂变的材料是铀或钚两种元素的同位素——铀-235或钚-239，它们的原子核在接受到一个中子后，就会分裂成大小、重量差不多的两个原子核，同时释放出约200MeV的能量。

举例来说，铀裂变有时产生氪（36号元素）和钡（56号元素），反应方程式为：235U+n—236U—140Ba+93Kr+3n。

这个能量差不多能使你肉眼能看到的最小的沙粒跳一下了。

相比之下一个碳原子燃烧产生的能量只有4.1eV(200MeV=200000000eV)，仅是裂变能量的5千万分之一。

这只是一个原子裂变放出的能量，学过化学的人都知道，1摩尔铀-235里面有6.0210^23个原子，也就是超过6千万亿亿个铀原子，总重235克。

铀的比重和黄金差不多，所以1摩尔的铀也就和250克的金条差不多大，可以放在手心里。

这些原子如果全部裂变的话，能量相当惊人，差不多相当于600吨煤完全燃烧所释放的能量。

1kg的铀-235或钚-239完全裂变，释放出的能量大约等于2万吨烈性的TNT炸药爆炸的威力。

铀-235的原子核裂变时，还会放出中子，有时一个也没有，有时能达到6个，平均有2.5个。

这就是说，一个中子引起的核裂变，会放出2.5个中子。

而这些中子又会引起周围原子核的裂变，于是就会象雪崩一样引起一连串的原子核裂变，这个过程就叫链式反应。

但是这些中子未必都会引起新的裂变，譬如由于原子核十分微小，所以中子不一定能接触到铀核，如果铀块不够大的话，有些中子就会飞出铀块，不能引起新的裂变。

当然，铀块中的杂质也会吸收中子，使新的裂变不能进行。

能使裂变材料的链式反应能持续进行的最小的体积称之为临界体积，这时它的质量成为临界质量。

临界质量和裂变材料的种类、纯度、密度以及几何形状密切相关，如果材料包裹以中子反射材料的话，还可以降低临界质量。

据网上说一般球形纯铀-235的临界质量约为50kg，δ相钚-239则为15～16kg；

而加装中子反射材料后，铀-235的临界质量只有15kg了，而δ相钚-239则只有10～11kg了。

之所以材料加工成球形，是因为体积一定时，球形表面积最小，中子泄漏也就减少了。