深度长文:原子内部真的一片虚空吗?(超3000字,建议收藏)

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2、建议物理课上我们都学过原子结构,深度收藏原子是长文超字由原子核和电子组成的。多数人都知道原子核和电子只占了原子很小一部分,原内但至于有多小,虚空并没有一个具体的建议概念。现在我们就来打个比方。深度收藏如果原子有一个体育场那么大,长文超字原子核和电子有多大呢。原内

3、虚空原子核就相当于一粒豆子那么大,建议放在草坪上很难发现。而电子就更小了,甚至比看台座椅上的一粒灰尘还要小。

4、如此看来,原子内部确实很空。但虽然原子核很小,它却占据了原子绝大部分质量,原子的几乎所有质量都集中在原子核上,也就是质子和中子上。那么原子核和电子之间的关系是什么呢。一些描述原子结构的示意图会给出这样的关系,原子核位于原子中间,电子在外围,围绕原子核运行,就像地球围绕太阳旋转那样。

5、其实这种示意图是非常不严谨的,虽然能更直观地让我们感受原子内部结构,但确实误导了很多人。而如果按照真实比例在一张纸上画原子结构,原子核由于太小,几乎画不出来,电子就更不用说了。

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1、从体积上来讲,原子核体积只有原子体积的千亿分之一,电子的体积几乎可忽略不计。这就意味着原子核外围99.99%以上的空间都是空的。让人无法想到的是,体积如此小的原子核竟然占了原子质量的99.96%。

2、不过,虽然原子核外面看起来是空的,但并不是绝对的虚空,那里到底有什么呢。除了最简单的氢元素之外,其他元素的原子核都是由质子和中子组成的,中子是中性的,不带电,而质子带正电,所以原子核整体来看也是带正电的。于是带正电的原子核周围就会有强大的电场,同时电子带负电也会产生电场,电子在原子核周围运行时,两者之间就会依靠静电力相互作用。电子体积非常小,质量也很小,只有大约10的负30次方千克,质量如此小以至于电子会以非常接近光速的速度运动。

3、再加上电子是随机出现在原子核外围的,并不是沿着某个固定轨道运行的,所以电子的运动轨迹看上去就像一团云雾,也就是我们通常所说的“电子云”。这里强调一下,不要以为原子核和电子之间很空,然后你就可以随便出入。上面说了,电子会以“电子云”的形式呈现出来,加上电子速度非常快,几乎可以瞬间出现在原子核外围每一个地方,意味着电子会在原子核外围会构建其无形的“外壳”,除了中子和无所不在的中微子之外,其他物质是进不去的。而这个外壳用专业术语描述就是“能层”。

4、这也是为什么原子内部看起来很空,表现出来很坚硬的主要原因。原子核能产生强大的电场,而电子在原子核外围构建起无形的“外壳”,所以一般情况下,是无法突破这层外壳的,除非遇到极端的环境条件,比如说恒星的核心环境或者说核聚变反应堆。了解了原子内部的构造,再来看看原子核内部。

5、原子核是由质子和中子构成的,质子和中子是通过强相互作用力紧紧地被束缚在一起。质子和中子的质量差不多,都相当于电子质量的1838倍左右。但事实上原子核的质量并不等于质子质量加上中子质量,真实的情况下,前者的质量更小一些,也就是说原子核质量小于质子与中子质量的总和,这是为什么呢。

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