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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。,物理学在军事领域中应用,主讲人：李庆丽,第1页,目 录,一、物理学在古代军事上利用,二、物理学在近当代军事上利用,三、物理学对于当代战争意义,四、物理学在未来战场上利用,第2页,人类数千年军事史，从某种意义上来说就是一部,利用物理力量,进行,作战,和,创造更优异武器,历史。,第3页,一、物理学在古代军事上利用,第4页,1.,物理学在兵器上应用,在火药创造以前，军队里使用兵器我们称它为冷兵器，所以我们把这段历史时期称为,“冷兵器时代”。,第5页,石器时代,青铜时代,铁器时代,冷兵器,第6页,石器时代,由生产工具演化而来,石钺,第7页,石镞,第8页,从出土青铜兵器来看主要有戈、矛、戟、钺、刀、剑、匕首等。,青铜时代,春,秋,时,期,夫,差,矛,越,王,勾,践,剑,第9页,铁器时代,“,中华第一剑”,玉柄铁剑,第10页,冷兵器时代,冷兵器按,材质,分为石、骨、蚌、竹、木、皮革、青铜、钢铁等；按,用途,分为进攻性兵器和防护装具；按,作战方式,分为步战兵器、车战兵器、骑战兵器、水战兵器和攻守城器械等；按,结构,分为短兵器、长兵器、抛射兵器、系兵器、护体装具、战车、战船等。,上面所说冷兵器无一不是,力学知识,在军事上表达。在制作工艺上，工匠们追求是兵刃,尖锐,、,坚硬,和,韧性,，因为只有尖锐、坚硬而有韧性兵器在相同,压力,作用下产生,压强,才会更大，更易刺杀对方，而且愈加经久耐用。,第11页,秦朝兵器,司马迁在,史记,中统计了一次著名谋杀事件。在秦统一中国前一年，强悍秦军正准备毁灭燕国时，一个叫荆轲使者带着燕国地图来到秦国，献图投降是假，刺杀秦始皇才是真。史记上这么描述：刺客荆轲手持匕首，绕柱奔逃秦始皇企图拔剑还击，三次拔剑而剑竟然不出。,司马迁解释说，秦始皇配剑太长了，所以不能及时拔出来。青铜剑普通都是短剑，它无法做长原因是青铜材料易折断。春秋战国时期，最负盛名,越王勾践剑,，全长不过,55.6,厘米。青铜剑普遍宽而短，,60,厘米似乎是青铜剑极限。这种长度配剑随手就能够抽出，秦始皇怎么可能因为剑太长而拔不出来呢？对于这个解释，历史学家一直很迷惑。,第12页,1974,年，考古人员在兵马俑坑中发觉了一把完全不一样青铜剑。令教授吃惊是，这把剑长度竟然超出了,91,厘米！能够推测，当年秦始皇佩带很可能就是这种加长青铜剑。在刺客紧逼奔跑中，要拔出快要一米长剑，确实不轻易。,在青铜时代，铸剑关键是在冶炼时向铜里加入多少,锡,。,锡少了，剑太软；锡多了，剑硬，但轻易折断,。秦剑做化学定量分析显示：它铜锡配比让青铜剑,硬度和韧性,结合得,恰到好处,。,第13页,从二号坑出土青铜剑，长,86,厘米剑身上有,8,个棱面，极为对称均衡。它们历经,2,000,年，从地下出土，却无蚀无锈，光洁如新。,尤为值得称道是，这些青铜剑韧性异常惊人。有一口剑，被一具,150,千克重陶俑压弯了，弯曲度超出,45,度。当陶俑被移开一瞬间，奇迹发生了，青铜剑反弹平直，自然还原。这精湛铸剑技艺，令人膛目结舌，却不知为何。,用当代科学方法检测分析，这些青铜剑表面竟涂有一层厚约,10,微米氧化膜，其中含铬,2%,。这一发觉马上震动了世界，因为这种铬盐氧化处理是近代才掌握先进工艺。听说德国在,1937,年，美国在,1950,年才先后创造并申请专利，而且只有在一套比较复杂设备和工艺流程下才得以实现。秦人铸造水平之高，真是不可思议。,第14页,在毁灭了中原六国之后，怎样对付剽悍匈奴骑兵就摆到了秦始皇面前。当匈奴骑手高速冲锋时，传统步兵极难抵挡。从历史统计来看，一个叫,弩,远射兵器很可能在当初战斗中发挥了主导作用。,在兵马俑坑，因为时间太过久远，弩木制部分已经朽烂，但完整遗址仍能够复原当初秦弩。与弓不一样，秦朝重弩必须用脚蹬，借助全身力量才能上弦。教授预计，这种秦弩射程应该能到达,300,米，有效杀伤距离在,150,米之内。,第15页,三弓床弩,弓箭,，,弩箭,是利用,物理上弹性器件储能作用,工作；其中尤以远程兵器最含有代表性，宋代,三弓床弩,最远有效射程高达,1.5,公里，许多近当代武器也无法到达这一效果。,第16页,2.,物理知识在古代军事防御上应用,我们能够把吊桥看成一个以,O,为支点,杠杆,。一个人经过,定滑轮,用力将吊桥由图示位置迟缓拉至竖直位置，这么既能够省力又非常机动灵活。,古代几乎每一座城池周围都挖有护城河，护城河上装有,吊桥,，它结构原理如图所表示。,第17页,3.,物理知识在信息传递方面应用,在信息传递方面，我国能够说是最早用光传递信息国家。,据记载，早在,2700,多年前西周，为了防范敌人侵扰，向诸侯发出警报，发觉敌情时，晚上在烽火台上烧起大火，白天在烽火台上烧狼粪使它冒烟，所以，烽火台是主要报警设施。,第18页,周幽王烽火戏诸侯,周朝有个非常残暴而腐败君主周幽王，他有个爱妃名叫褒姒，长得非常漂亮。,东周列国志,“目秀眉清，唇红齿白，发挽乌云，指排削玉，有如花如月之容，倾国倾城之貌。”,褒妃即使很美，不过“从未开颜一笑”。为此，周幽王使出了一个赏格：“谁要能叫娘娘一笑，就赏他一千斤金子”。于是有些人想出了一个点起烽火戏诸侯方法，想换取娘娘一笑。,一天黄昏，周幽王带着爱妃褒姒登上城楼，命令四下点起烽火。临近诸侯看到了烽火，认为西戎,(,当初西方一个部族,),来犯，便领兵赶到城下救援，但见灯火辉煌，鼓乐喧天。,一探询才知是周幽王为了取乐于娘娘而干荒谬事儿，各诸侯敢怒不敢言，只好生气地收兵回营。褒姒见状，果然淡然一笑。,但事隔很快，西戎果真来犯，即使点起了烽火，却无援兵赶到。原来各诸侯认为周幽王又是故伎重演。结果都城被西戎攻下，周幽王也被杀死了，从此西周灭亡了。,这个历史故事不但生动描绘了当初利用烽火台通信情况，同时也告戒后人，通信是非常主要，不论在什么时候也不论是什么人，都不能拿通信当儿戏。,第19页,古代抛石车，投石机一类攻城武器，都是利用了,杠杆原理,，,棘轮机构,等；,4.,物理学在战场上应用,第20页,我国宋代抛石车按组成杠杆杆数划分轻重级别，几杆就称为几梢。,重型,五梢和七梢，需要,150,到,250,人拉绳，抛射,4,、,50,千克石弹，,多用于守城,。,中型抛石车,有装有四轮，,可供野战使用,。而最轻型只需,2,人拉放，石弹仅,0.25,千克重，甚至可用泥弹代替，即使简陋，但击中人也会致残，击中要害也能致命。,第21页,在我国据记载，金军在灭亡北宋汴京之战中，一夜之间架设抛石车,5000,余座，以汴京长达,50,里外墙，每里还要分得,100,座。金军为了搜集足够石弹，将汴京附近石制品洗劫一空。攻城时，先将护城河填平，而后万炮齐发，再辅以大量强弩，一举击溃守城部队布署，进而出动与城墙等高、可容纳,80,人巨型攻城车,对楼展开登城战。量变到质变，大量抛石车利用促发了全新战术诞生，其流星雨般猛烈打击令戒备森严城防完全无法招架。,第22页,到南宋末年，蒙古攻占襄阳中，就首次使用半自动投射,襄阳炮,了。,这种抛石车在,杠杆,后端挂有一块巨大,铁块,或,石块,，平时用铁钩钩住杠杆，放时只要把铁钩扯开，重物下坠，就能抛出石弹。因为人力需求较少，此炮比旧式前辈威力大得多，射程也更远，攻襄阳时，曾抛射近,90,千克石弹，将地面砸,出,2,米多深,弹坑。,第23页,欧洲,配重式投石机,能快要百千克重石块投掷出去，仅就,破坏力,而言，就连一战时期各国,制式火炮,亦难望其项背。,第24页,罂 听,罂听是,共鸣箱,道理！,伏罂而听，古代提前发觉敌人挖地道攻击一个方法。,伏罂而听，语出,墨子,-,城守,-,备穴第六十二,。墨子曰：,“,穿井城内，五步一井，傅城足，高地一丈五尺，下地、得泉三尺而止。令陶者为罂，容四十斗以上，固幎之以薄革，置井中，使聪耳者伏罂而听之，审知穴之所在，凿穴迎之。,”,在城边上挖井，五步一眼，高地要挖一丈五，地势低地方要有三尺深水。让制陶人做一个罂（瓮），要能容纳四十斗水，把薄皮革蒙在瓮口上，放到井里面，让听力好人把耳朵贴在瓮口上听，区分出挖穴人方位，也挖个地道去迎战。,第25页,更多战争传说在历史迷雾中成为了一个谜，指南车，木牛流马等等都已成为了传说。,第26页,二、物理学在近当代军事上利用,伴随科学技术发展，战争需要，冷兵器逐步被近当代武器所取代。当人类进入了火器时代之后，工业力量极大地改变了战争模式，更多更新物理学理论被应用到了战争中，伴随战场距离和打击范围加大，光学，弹道学，测量学等大行其道。,物理学技术结果提升了军事装备水平，而军事上实践则为物理学理论完善提供了最直接数据支持。,第27页,1.,开创近代战争始祖,步 枪,第28页,步枪发展过程经过,火绳枪,、,燧发枪,、,前装枪,、,后装枪,、,线膛枪,等几个阶段，以后又由,非自动,改进发展成,半自动,和,全自动,枪等。,第29页,步枪之起源，,最早,记载是中国南宋时期出现,竹管突火枪,，这是世界上最早管形射击火器。,随即，又创造了金属管形射击武器,火铳,，到明代又有了更大发展。,第30页,（,1,）非自动步枪,早期手动步枪与单发步枪没有区分，都是一次只能装填一发子弹，射手将使用过子弹弹壳退出枪机之后才能够装填下一发。随即出现了能够一次装填多发子弹弹仓，射手只需要连续进行上膛与退膛动作就能够连续射击，直到弹仓内子弹使用完成为止，这也是当前手动步枪主流形态。,第31页,火绳枪结构是，枪上有一金属弯钩，弯钩一端固定在枪上，并可绕轴旋转，另一端夹持一燃烧火绳，士兵发射时，用手将金属弯钩往火门里推压，使火绳点燃黑火药，进而将枪膛内装弹丸发射出去。,15,世纪初，欧洲开始出现,最原始,步枪，即,火绳枪,。,第32页,(2),半自动步枪,19,世纪末，步枪自动装填研究即已开始。第一次世界大战后，先后出现了苏联西蒙诺夫、法国,1918,式、德国伯格曼等半自动步枪。,第33页,半自动手枪射击原理,子弹发射时为了取得更大速度，主要应用了力学中,动量守恒定律。,第34页,对于步枪、冲锋枪、狙击枪等结构大不一样，而关于子弹发射爆破相关原理同半自动手枪类似，只是火药含量，弹头形状等有所差异。,第35页,（,3,）全自动步枪,至第二次世界大战后期，各国出现自动装填步枪性能愈加优良；而中间型威力枪弹出现，则造成了射速较高、枪身较短和质量较小全自动步枪研制成功，这种步枪亦称为突击步枪，如德国,stg44,突击步枪、苏联,AK-47,突击步枪等。,第36页,当弹头出膛后，部分火药燃气经过导气孔进入导气室，推进导气活塞。,第37页,第38页,卡拉什尼科夫于,1946,年才研制出样枪。经过屡次评审试验，卡氏样枪击败了全部对手而被采纳，并于,1947,年定型，,1949,年装备部队。,第39页,(4),狙击步枪,狙击手使用装有,光学瞄准镜,步枪，用于对最主要单个目标实施准确射击，狙击步枪结构与普通步枪基本一致，区分在狙击步枪多装有准确瞄准用,瞄准镜,；枪管经过尤其加工，精度非常高；射击时多以半自动方式或手动单发射击。,第40页,瞄准镜,光学瞄准镜,最主要功效是使用光学,透镜成像,，将目标影像和瞄准线重合在同一个聚焦平面上，即使眼睛稍有偏移也不会影响瞄准点。通常光学瞄准镜能够放大影像倍数，也有不放大倍数。,第41页,第42页,沙漠之鹰,以色列军方武器，以美观外形和大威力著称，曾出现在一些枪战游戏和影视作品里。,第43页,The Last Action Hero,第44页,（,5,）子弹,子弹底部底火内有化学物质，受到撞击后就能快速燃烧，底火燃烧后点燃弹壳内发射药，发射药燃烧变成气体体积集聚膨胀，这时弹头和弹壳分离，弹头在高压火药燃气作用下在枪管内加速喷射出去，因为子弹出膛时速度很高。这时弹头就含有了巨大破坏力，甚至能够射穿钢板。,第45页,子弹结构上充分利用了,空气弹道原理,和,流体静力学原理,来尽可能地减小空气阻力以到达高杀伤力要求。,第46页,2.,坦 克,坦克是一个靠,履带,移动装甲战斗车辆，它集火力、装甲防护力和机动力于一身，在战斗中主要用于突破敌方防线、毁灭敌方步兵，歼灭敌坦克和其它装甲战斗车辆。坦克在战场上，尤其是在第二次世界大战中出尽了风头。在二战以后屡次战争中，坦克一样也是陆战主角，被称为“,陆战之王,”。,第47页,1916,年生产了“马克”,型坦克,第48页,中国,99,式主战坦克,苏联,T-34,坦克,第49页,坦克履带原理,坦克重量大,用履带话能够,减小,单位面积,压力,(,减小压强,),对路面要求能够小点,.,因为履带板上有花纹并能安装履刺，所以在雨、雪、冰或上坡等路面上能牢牢地抓住地面，不会滑转。,(,增大摩擦力,),从技术角度来看，履带作用是借助与其啮合,主动轮传递驱动力矩或制动力矩,，依靠与地面相互作用产生,牵引力,或,制动力,。,第50页,坦克行驶原理,坦克不论是直线行驶还是在转弯时，都包括到,力学,、,运动学,和,动力学,方面知识,.,第51页,当代坦克,20,世纪,70,年代以来，当代,光学,、,电子计算机,、,自动控制,、,新材料,、,新工艺,等方面技术成就，日益广泛地应用于坦克设计和制造，使坦克总体性能有了显著提升，愈加适应当代战争要求。这些坦克仍优先增强火力，同时较均衡地提升机动和防护性能。,当前现在世界上最先进主战坦克，主要是,80,年代以后研制。,第52页,第53页,3.,军用飞机,飞机,专业术语是固定翼机，泛指比空气重，有动力装置驱动。机翼固定于机身且不会相对机身运动，靠空气对机翼作用力而产生升力航空器（即,空气动力学原理,）。动力起源包含活塞发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮风扇发动机或火箭发动机等等。,军用飞机,是直接参加战斗、保障战斗行动和军事训练飞机总称。是航空兵主要技术装备。,主要包含,：歼击机、轰炸机、歼击轰炸机、强击机、反潜巡查机、武装直升机、侦察机、预警机、电子反抗飞机、炮兵侦察校射飞机、水上飞机、军用运输机、空中加油机和教练机等,.,第54页,歼击机,在中国战斗机又称为“歼击机”，用于歼灭敌方飞机和飞航式空袭兵器飞机。含有火力强、速度快、机动性好等特点，是航空兵空战主要机种，也可用于对地攻击。,当代歼击机，多装有航空机关炮,、,雷达制导中距导弹、红外制导近距导弹、激光制导炸弹等。当代歼击机通常装备有先进电子反抗设备，最大飞行时速为,3000km,。,第55页,截击机,截击机专门用于空中截击入侵敌方轰炸机、侦察机或巡航导弹。其任务是保卫主要设施不被空袭。截击机通常由地面雷达站或预警机导引至目标区，再用机载雷达截获并跟踪目标，当飞机处于有效攻击位置时对目标实施攻击。,打个比喻歼击机是战士，而截击机则是刺客。就是说歼击机能够进行空中格斗，但截击机不行。,米格,-31,截击机,第56页,轰炸机,用于对地面、水面目标进行轰炸飞机。含有突击力强、航程远、载弹量大等特点，是航空兵空中突击主要机种。,机载武器系统包含各种炸弹、航弹、导弹、鱼雷、航炮等。电子设备包含自动驾驶仪、地形跟踪雷达、领航设备、电子干扰系统和全向警戒雷达等。,B-2,隐形战略轰炸机,第57页,隐形轰炸机,年圣诞前夕,美国给它空军送来了一个“礼品”：绰号为“猛禽”,F-22,正式服役。,这是一个象征和标志：从这一天开始，世界进入“,隐形空军,”时代，未来战争将所以展现出异于以往全新面貌。,F-22“,猛禽”隐身战斗机,第58页,隐身技术是第二次世界大战以来新出现重大军事技术之一，它今天已经成为各国军事高技术竞争中一张王牌，它出现对各种防御探测系统和防御武器系统提出了严峻挑战，它崛起充分展示了军事高技术领域重大突破，它发展必将造成军事装备和作战方式重大变革，并产生深远影响。,4.,隐身技术,第59页,（,1,）初战巴拿马，“神秘夜鹰”崭露头角,F-117A “,夜鹰”隐身战斗机轰炸机,第60页,（,2,）再战海湾，“黑色幽灵”显现雄风,在整个,42,天战争期间，,F-117,出动近,1300,架次，投弹多吨，飞行,6900,小时，,95,命中目标。飞机出动架次占全部总出动架次,2,，而其攻击战略目标占攻击目标总数,40,，且,1,3,出动量是深入防护森严巴格达，出战时极少甚至不采取直接电子战或者要求其它战斗机支援。,“战争目标不是别，就是保留自己，毁灭敌人。”,第61页,隐身奥秘,（,1,）,目标特征信号,目标特征信号：指是目标显现和易被识别信号。,目标与背景之间差异造成了目标暴露，这种特征信号包含,形、位、色、迹、声、电、磁、热,等八个方面。,第62页,隐身技术能够降低目标可探测特征信号，但不能完全消除目标可探测特征信号，即隐身目标不是完全探测不到，只是探测,距离,比非隐身目标缩短而已。,第63页,隐身技术,隐身技术即“,低可探测技术,”是指在一定遥感探测环境中采取,反电子探测,、,反红外探测,、,反可见光探测,和,反声学探测,等各种技术伎俩，,降低,武器装备等目标,可探测信号特征,，使其在一定范围内不易或难以被敌方各种探测设备发觉、识别、跟踪、定位和攻击综合性技术。,第64页,隐身关键技术,隐身外形技术,隐身兵器共同特点是其形状与传统兵器大相径庭。,第65页,消除,镜面反射,当代舰艇干舷设计成带有,外张,、上层建筑多采取,内倾,和,折角,。,第66页,第67页,第68页,注意克服,角反射器效应,要尽可能降低各类兵器上两面体和三面体，使散射效应降至最小。,第69页,降低空洞反射,机身上空洞在,电磁波,入射后，经过屡次反射，通常也轻易将电磁波反射回雷达。如发动机进气口、驾驶舱等。,第70页,降低其它散射,武器作战平台上其它散射源，如火炮、导弹发射装置、通信设施、导弹上雷达天线罩。所以，,对于凸出物，尽可能内置，放到平台内，使外表光滑,。,第71页,当代战争水陆两用坦克、潜水艇上升与下沉，,利用了,压强和浮力,。,63A,式水陆坦克,第72页,潜艇艇体有内外两层壳，外壳又叫固壳，是一个圆柱形大桶子，在水下主要承受海水压力,.,潜水飞机原理与潜艇原理基本相同，当潜水飞机要潜入水中时，便打开阀门，飞机水舱里就会灌进一定量水，当飞机重力超出浮力时，飞机便沉入水中，需要浮出水面时，只要将飞机水舱中水排出，飞机便在大于重力浮力作用下浮出水面。,第73页,5.,核武器,核武器，利用核反应光热辐射、冲击波和感生放射性造成杀伤和破坏作用，以及造成大面积放射性污染，阻止对方军事行动以到达战略目标巨大杀伤力武器。,第74页,第一代核武器,原子弹,利用物理学中重原子核裂变链式反应原理制成裂变武器,第75页,氢 弹,利用原子弹爆炸能量点燃氢同位素氘（,D,）、氚（,T,）等质量较轻原子原子核发生,核聚变,反应（热核反应）瞬时释放出巨大能量核武器。氢弹威力比原子弹大得多。爆炸到达温度约为,100,亿度，亦即太阳中心温度,1000,倍。,第76页,除,美国,、,俄罗斯,、,英国,、,法国,、,中国,已掌握核武器外，,印度,在,1974,年进行过一次核试验。,巴基斯坦,也在,1998,年,05,月,29,日首次核试验成功。,以色列,和,日本,虽未公开进行核爆试验，但以色列是公认含有核武器国家，日本被认为是准核国家。,朝鲜,经过三次核试验使核武器更小型化，便于导弹、战机携带，对美日韩造成直接威胁，基本形成了核遏制力。,第77页,6.,声波武器,声波是机械纵波，它能够在固体、液体和气体中传输。人们日常能够听到声音便是,20,0Hz,频率范围内声波。当前军事领域中应用主要是次声波部分（即频率低于,20Hz,声波）。和可闻声波相比，次声波在介质中传输时，能量衰减迟缓，隐蔽性好，不易为敌人觉察，所以军事上惯用次声波接收装置来侦察敌情。另首先，次声波武器还可直接毁灭敌人有生力量。,第78页,次声波武器杀伤原理是什么呢？,-,共振,第79页,次声波武器,一类是神经型次声波武器，其振荡频率同人类大脑节律极为近似，产生共振时，会强烈刺激人大脑，使人神经错乱，癫狂不止。,另一类是内脏器官型次声波武器，其振荡频率与人体内脏器官固有振荡频率相近，当产生共振时，会使人五脏六腑剧痛无比，甚至造成人体异常，直至死亡。,第80页,第一台次声波发生器是由法国科学家加夫雷奥在,1972,年创造，它产生次声波能够损害,5km,以外人。创造者还得出结论：频率为,7Hz,次声波可对人体造成致命打击。据外刊报道，,1986,年法国国防部次声试验所进行试验时，因为疏忽致使次声波冲出试验室，造成,16,公里外一个正在吃饭,20,口之家和正在田间劳作,10,口之家全部丧命。,有传闻称，美军在索马里和波黑战争期间，已经试用过一些音响或声音武器样品。这些武器能够使人内脏发生震动，把人震昏，使人感到恶心，甚至使肠子里粪便液化，不停腹泻，从而失去战斗力。美国还曾把一个小型次声发生器带到剧院内，剧场气氛完全变了，充满迷惑不解和恐惧不安。,第81页,神经型次声武器,美军军机事故频发 疑遭到中国次声波武器击落。据一位美国军事教授说：这几年美国军机事故频发,都与中国,094,潜舰在北太平洋关岛区域频繁出没相关。,第82页,LRAD,定向声波,LRAD,定向声波因为声音指向性强，能量集中无扩散，利用特定超声波合成技术，所以目标指向能量极大。,第83页,年,11,月,5,日，在离索马里海岸约,115,公里处，豪华游轮西博精神号采取,LRAD,远距离定向声波击退装备火箭推进式榴弹海盗攻击船。此设备在攻击过程中有效性显著，海盗没有成功登船，并最终逃离。,年,10,月,25,日，美国奥克兰警察局在早晨使用,LRAD,定向声波驱逐和清查占领奥克兰营地抗议分子；,年,11,月,15,日早晨，纽约市警察部门使用,LRAD,定向声波清场祖科蒂公园“占领华尔街”抗议活动示威者。两天后，新闻媒体汇报了此事。,第84页,7.,红外武器,因为红外系统比雷达系统分辨率高，隐蔽性好，且不易受电子干扰，较之可见光系统含有能识别伪装、可昼夜工作、受天气影响较小等优点。所以，在军事上得到广泛应用。,便携主动式红外夜视仪,第85页,红外夜视仪,是利用,光电转换技术,军用夜视仪器。,1991,年海湾战争中，在风沙和硝烟弥漫战场上，因为美军装备了先进红外夜视器材，能够先于伊拉克军坦克而发觉对方，并开炮射击。而伊军只是从美军坦克开炮时炮口火光上才得知大敌在前。由此能够看出红外夜视器材在当代战争中主要作用。,第86页,8.,炮瞄雷达,这种雷达向空间发射无线电波，它不但能够测出目标距离，还能够依据它天线所处方位角和仰角测出目标方位角和仰角，引导雷达工作波长为几十厘米到十厘米左右微波波段，进而推算出它航向、航速，快速引导迎击空中来犯之敌。,第87页,9.,洲际导弹,主要靠多级火箭推进弹头前进，发射后，到达一定高度按预定轨道飞行，并不停加速，当导弹到达射程所需要倾角和速度时，弹头与弹体分离，弹头靠惯性力并在重力作用下，按椭圆轨道继续飞行，当弹头到达弹道最高点后，便开始下降命中目标。,第88页,第89页,11.,响尾蛇导弹,它是内部装有红外线装置。在信息技术广泛发展今天，,担负着信息采集任务,传感器,在自动控制信息处理技术中发挥着越来越主要作用，传感器作用是将所感受物理量（如力、热、光、声等）转换成便于测量量（普通是电学量）一类元件，其中,关键部分是对某一物理量敏感元件，它将感受到信号转换成便于利用信号。,第90页,三、物理学对于当代战争意义,从,20,世纪,90,年代以来，有,3,场战争十分引人注意，这就是美国主导,海湾战争,、,科索沃战争,和,阿富汗战争,。,能够说当代战争从某种意义上说就是一场,物理战,。我们主要以这三场战争为例分析物理学对于当代战争意义。,第91页,物理战就是利用物理技术，人为制造海啸、地震、暴雨、浓雾、泥石流等，即借助自然力到达某种军事目标。,什么是物理战？,如利用雾：低云层和雷电影响航空兵行动，利用高空热温层扩大冲击波破坏范围。,利用地球物理技术，进行人工降雨时，向云中播撒一个化学药刘，使降下雨有酸性，腐蚀对方雷达、坦克、大炮和枪械等技术设备。,利用火箭作为运载装置，把氟利昂或氟氧化物送到,25,20,公里高度之间低浓度臭氧层，使之出现一个暂时洞穴，让太阳紫外线辐射直接射到地面，以杀伤对方集结地域暴露人员和物体。,有向大气层中发射一些吸热或吸光物质，使敌区气温发生猛烈改变，减弱对方部队战斗力。还有控制闪电在电离层中产生低电磁波，影响对方人员大脑和行动能力等，如,1993,年美军在意大利伏尔特河岸制造,5,公里长,1.6,公里高雾层，掩护部队完成了渡河任务。,第92页,（一）高新技术武器装备大量利用引发作战方式方法上一系列深刻改变,第93页,1.,空中力量发展促进了战争空中化，空中及空间力量正在确立自己在战争中主导地位。,如在海湾战争中，组成美军高技术兵器群,56,种兵器中，空中武器装备或经过空中发挥作用武器就达,44,种，约占,78%,。,而科索沃战争则表现为一场纯粹大规模空袭战。,第94页,2.,以,巡航导弹,等,防区外发射武器,和,带卫星导航系统,航空兵器,为主导准确制导武器成为高科技局部战争,基本打击伎俩,和,主攻武器,，使得,防区外远程准确打击,成为,主要作战方式,。,在阿富汗战争，美军投掷各类炸弹共,2.2,万余枚，其中准确制导弹药,1.3,万多枚。使用百分比由海湾战争,9%,，科索沃战争,35%,大幅上升到此次战争,60%,。并创造了一次打击任务在,20,分钟内投掷,100,枚联合直接攻击弹药历史统计。,第95页,3.,指挥伎俩不停完善大大提升了作战效能。,如美军在海湾战争中从发觉一个机动目标到发动攻击需要一天时间，在科索沃战争中这个时间差缩短到一个小时。,而在阿富汗战争中因为信息系统与作战系统高度一体化，从发觉一个机动目标到发动攻击仅需要十分钟时间。,第96页,（二）战争要素信息化程度越来越高，战争形态向信息化方向发展,第97页,当代高科技战争将围绕信息搜集、处理、分发、防护而展开，,信息化战争,成为高科技战争,基本形态,，,夺取和保持信息权,成为当代战争中作战,中心和焦点,。,第98页,在海湾战争开战前,24,小时，美军实施宽带强功率压制式干扰，即“,白雪,”行动，造成伊军大部分通信联络中止，达成了空袭突然性,.,在科索沃战争中，北约充分发挥卫星制天权功效和优势，在空袭中使用了各类性能先进预警飞机和专用电子战飞机，分别对南联盟军预警，火控雷达和指挥控制系统实施“致盲”、“致聋”，一直控制了作战信息权，使南联盟军队处于被动挨打境地。,在阿富汗战争中，美军实现了信息系统与作战系统高度一体化。为实现信息获取系统和空中打击系统信息实时传输，美军专门在沙特苏丹王子空中基地，建立了一个新型联合空战中心。另外，美军“捕食者”无人机既具备情报搜集功效，又具备对发觉目标攻击能力，曾屡次对所发觉机动目标进行攻击。,第99页,高科技条件下，局部战争相关空间在不停扩大，在科索沃战争中，美军,B-2A,隐形战略轰炸机每次都是从美国密苏里州基地起飞，战略机动达两万多公里执行轰炸任务。,另外，伴随先进武器装备在战场上综合利用，陆、海、空、电磁等各种复杂战场空间相互连接、照应、重合，形成了全方位、高立体、全领域、多层次战场空间。,海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争经验教训证实，只有各种力量综合使用，各军兵种亲密协同、各种武器系统优势互补，才能发挥整体威力，取得,“,1+12”,系统效应。,第100页,（三）通信联络是军队神经系统。,通信伎俩分为无线电、有线电、运动和简易信号通信。无线电通信是利用无线电电磁波传输信息一个通信。通信在当代战争中起到至关主要作用，它就像人类庞大神经系统一样将各个器官组成网络，联络沟通四面八方。,第101页,四、物理学在未来上利用,第102页,未来战场“主攻手”,激光武器,1960,年首台激光器在美国问世，为人们点燃了希望之光，自此人们便开始了对激光武器锲而不舍永恒追求。激光武器尤其是高能武器发展到今天，已取得巨大进步。,第103页,激光武器,激光武器是一个利用沿一定方向发射激光束攻击目标定向武器，含有,快速,、,灵活,、,准确,和,抗电磁干扰,等优异性能，在光电反抗、防空和战略防御中可发挥独特作用。它分为战术激光武器和战略激光武器两种。它将是一个常规威慑力量。,第104页,战术激光武器突出优点是,反应时间短,，,可拦击突然发觉低空目标,。用激光拦击多目标时，能快速变换射击对象，灵活地对付多个目标。其优点主要是：,（,l,）速度快，射束直，射击准确度高。激光束以每秒三十万公里速度传输，不需提前量，瞬发即中。,（,2,）摧坚能力强。激光能量高度集中，可摧毁任何坚固材料制成目标。,（,3,）灵活、无惯性，不产生后座力。因光子静质量为零，故激光武器不会产生普通枪炮发射时所产生后座力。激光武器易于快速变换射方向，能在短时间内射击多个目标。,（,4,）抗电磁干扰能力强。,第105页,科学家们认为有两个方面：一是,穿孔,，二是,层裂,。,所谓,穿孔,，就是高功率密度激光束使靶材表面急剧熔化，进而汽化蒸发，汽化物质向外喷射，反冲力形成冲击波，在靶材上穿一个孔。,所谓,层裂,，就是靶材表面吸收激光能量后，原子被电离，形成等离体“云”。“云”向外膨胀喷射形成应力波向深处传输。应力波反射造成靶材被拉断，形成“层裂”破坏。,除此以外，等离子体“云”还能辐射紫外线或,X,光，破坏目标结构和电子元件。激光武器作用面积很小，但破坏在目标关键部位上，可造成目标毁灭性破坏。这和惊天动地核武器相比，完全是两种格调。,激光怎样击毁目标呢？,第106页,电磁武器,电磁波是指快速改变电磁场在空间传输。,电磁波在军事上应用异常丰富。所谓电子对（又称电子战）便是指敌我双方利用专门设备、器材产生和接收处于无线电波段内电磁波，以电磁波为武器，妨碍对方电磁波信号发射和接收，确保自己发射和接收。,电磁波对人体是有害。听说，美国有些人提出设计电磁枪，该电磁枪将会“诱发癫痫病那样症状”。另有一个所谓“热枪”，采取是电磁波段中微波。热枪能够产生使人体温升高至,40.641.7,摄氏度作战效果，让敌人不舒适、发烧甚至死亡。,第107页,据中国电磁辐射测试中心经过两年跟踪检测证实，超量电磁辐射会造成人体神经衰弱、食欲下降、心悸胸闷、头昏目眩、甚至脑部肿瘤。迄今为止，电磁武器研制离实战要求仍有较大距离，其中最大困难是电磁波功率问题。,因为电磁场能量随距离增大而快速减弱，如此能量波束难以瞄准对应目标。这些原因造成电磁武器研究远远落后于声波武器和激光武器。,第108页,在科学家眼中，未来战争场面或许将非常“,斯文,”。弥漫硝烟、震耳欲聋爆炸将被无形光线所取代，被改造过波音,747,飞机携带着激光武器在几百公里外就能够发动攻击，“定向能”大炮能够光速拦阻来袭导弹，灼烧其内部弹药，令其在空中爆炸。听起来似乎是里根时代星球大战计划翻版，但这确实是现实中武器研制计划，而且是在十多年前才开始实施，它实现也并不遥远，很快就能够在战场现身。,第109页,能够说，物理学已经紧密地与世界军事发展联络在了一起。物理学在军事武器中应用，应该是从物理学原理应用角度考虑。,武器本身是中性，无善恶之分，关键看掌握在谁手中，应用于什么场所。原子弹实际应用，最初是以毁灭性杀人武器形式出现,1945,年美国在日本广岛、长崎市投下了两颗原子弹。这一事实与物理学家初衷是相违反。世界著名物理学家爱因斯坦对此非常震惊。他竭尽全力地阻止对原子弹研制和使用，甚至提议建立一个世界性主权政府以控制原子弹，维持世界和平。,第110页,爱因斯坦：“,我是一名忠诚但并非绝正确和平主义者，也就是说，我反对在任何情况下使用武力，但在想要摧毁生命敌人面前，就是另一个情况了,”。,第111页,物理推进了战争进化，战争促进了物理学发展。没有物理学进步，人类数千年战争史卷便会黯然失色，而波澜壮阔千年战史，则为物理学发展，注入了沸腾燃烧热血。,第112页,因为珍爱和平，我们回首战争,The end,第113页,
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