這是國立中央大學物理的演示實驗
一片指甲大小的骨牌，可以推到101大樓，你相信嗎？透過觀察推倒骨牌的過程，了解連鎖反應的威力。
我覺得這是一個不錯的論點還蠻有趣的，所以引用來和大家分享。
也建議大家去該站看看，網站上有動態的影片。
http://demoexp.phy.ncu.edu.tw/experiment/modern-physics/chain-reaction-simulation/
M03.利用骨牌來模擬連鎖反應
國立中央大學物理演示實驗
不費吹灰之力，就能推倒101？
目的
一片指甲大小的骨牌，可以推到101大樓，你相信嗎？透過觀察推倒骨牌的過程，了解連鎖反應的威力。
實驗
實驗裝置：
經過計算後的骨牌尺寸及重量，規則排列，其重量隨指數關係增加，
骨牌的尺寸：
|
編號 |
厚 (mm) |
寬 (mm) |
高 (mm) |
體積 (mm3) |
|
1 |
2.0 |
8.0 |
16.0 |
256 |
|
2 |
3.0 |
9.2 |
18.5 |
511 |
|
3 |
4.0 |
11.3 |
22.6 |
1022 |
|
4 |
4.0 |
16.0 |
32.0 |
2048 |
|
5 |
5.0 |
20.2 |
40.5 |
4091 |
|
6 |
6.0 |
26.1 |
52.3 |
8190 |
|
7 |
8.0 |
32.0 |
64.0 |
16384 |
|
8 |
10.0 |
40.5 |
81.0 |
32805 |
|
9 |
12.0 |
52.3 |
104.5 |
65584 |
|
10 |
16.0 |
64.0 |
128.0 |
131072 |
|
11 |
20.0 |
81.0 |
161.9 |
262278 |
|
12 |
24.0 |
104.5 |
209.0 |
524172 |
|
13 |
32.0 |
128.0 |
256.0 |
1048576 |
|
14 |
40.0 |
161.9 |
323.8 |
2096929 |
|
15 |
48.0 |
209.0 |
418.0 |
4193376 |
|
16 |
64.0 |
256.0 |
512.0 |
8388608 |
若依照此表排列下去，估計第46塊骨牌的高度將會高達524.3公尺，然而現今台北地標101大樓，其高度為509.2公尺，若將101大樓排作第47塊骨牌，那我們就能夠輕易的將其「吹」倒！！
原理思考
核分裂(Nuclear fission)的反應過程：一個熱中子(thermal neutron)撞擊鈾-235原子(Uranium)，形成復核(Compound nucleus)的鈾-236原子，其生命期很短，分裂產生氙原子(Xenon)及鍶原子(Strontium)，且放出兩個中子及能量；此時附近有其他鈾-235原子存在，則會被後來放出的中子撞擊，繼續發生核分裂反應，此即所謂的連鎖反應。
反應式：
其中，
：中子，
：能量
由反應式可以看出，核分裂的過程，經過一個中子撞擊後會放出兩個中子，兩個中子各再經一次撞擊就會放出四個中子，依此類推，放出的中子數目是2n曲線（中子的數量是 n 2n 4n 8n ……增加，也就是以2n等比級數增加）。
所以我們設計骨牌的質量是以2n等比級數增加，模擬連鎖反應的情況。其效果果真如連鎖反應般釋放大量能量（小小一片約0.3克的小骨牌，竟然可以推倒重量是其三萬倍以上、約10公斤的大骨牌）。
討論
- 兩塊骨牌間的距離是否關係到骨牌能否順利倒下？
- 骨牌倒下時所釋放出的能量何處來？(Hint：能量會無中生有？)
- 第一塊骨牌的質量約0.3克
- 骨牌的間距以可以讓前一塊骨牌倒下為主。模擬計算可以參考[1]。
- 在立骨牌時，即對骨牌作功，增加其位能，而當骨牌倒下時，位能轉換成動能，故能推倒下一張骨牌。所以能量其實是來自於排列過程中，我們給予骨牌的，而不能解讀成「吹出來的一口氣」可以無限放大產生能量！
關於實驗
- 骨牌的間距以可以讓下一塊骨牌倒下為主。
- 骨牌放置在粗糙平面演示效果較佳，否則骨牌容易滑倒[1]。
參考資料
- L. A. Whitehead, Domino "chain reaction", Am. J. Phys. 51(2), 1983.
- D. E. Shaw, Mechanics of a chain of dominoes, Am. J. Phys. 46(6), 1978.
- H. Benson, University Physics, Rev. ed., John Wiley & Sons, 1995, USA. Ch43.
製作
v.1 黃時霖
指導老師
朱慶琪
撰稿
黃時霖、朱慶琪
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