刁博 古希臘時期的德謨克利特認為物質是由最基本的原子組成,當時的原子論以及之後道爾頓的原子論都認為原子是組成物質的最小微粒。 既然是最小微粒,意思就是不可分割,不論用多大的力氣或者多大的能量。 直到十九世紀末二十世紀初,湯姆生髮現電子、貝克勒爾發現放射性,等等發現使人類認識到原子並不是組成物質的最小微粒。 現在人們已經認識到,原子是由原子核和核外的電子組成的,原子核又是由質子和中子組成,原子已經不再是之前認為的那樣不可分割。 原子既然可以分割,那麼「捏碎」一個原子需要多大的力氣呢?其實對於「捏碎」原子這樣的工作,完全不同於日常生活中捏碎一粒堅果,已經不能用「需要多大的力氣」來討論了,而是要討論需要多大的能量,另外還需要看將原子「捏碎」到什麼程度。 氫原子是最簡單的原子,其原子核只有一個質子,核外有一個電子。 把氫原子捏碎就是把氫原子電離,相當於將電子和質子分開到足夠遠的距離,這個過程需要消耗能量,如果氫原子處在基態,將氫原子捏碎需要13.6電子伏的能量。 如果是將基態碳原子核外的6個電子全部電離,需要的能量大約是將基態氫原子電離所需能量的76倍。 如果還要進一步將原子核捏碎成質子和中子,需要的能量要比電離能高數個數量級。 下圖為部分原子的比結合能隨質量數的變化影像,比結合能指的是將原子核拆散成質子和中子所需的能量與核子數(質子數加中子數)的比值。 如下圖所示,鐵的比結合能(平均結合能)最高,大約是8.6兆電子伏,鐵的原子核中有26個質子及30箇中子,這樣將鐵原子核拆散成質子和中子所需的能量為481.6兆電子伏,是將基態氫原子電離所需能量的3500多萬倍。 原子核的比結合能比電離能高出數個數量級,這就是原子核內蘊藏著巨大能量的一個體現。 有人會問,還能不能進一步將電子、質子、中子捏碎?目前的理論認為,電子已經是基本粒子,基本粒子就是不可分割的粒子。 質子、中子是由夸克組成的,由於夸克禁閉的原因,夸克不能單獨存在,目前不能把質子、中子分割成夸克。 夸克之下還有沒有更基本的粒子,目前仍然是猜想。 《捏碎一個原子需要多少能量?》完,請繼續朗讀精采文章。 喜歡 科學報 cn-n.net,請記得按讚、收藏及分享。
音調
速度
音量
語言
捏碎一個原子需要多少能量?
精確朗讀模式適合大多數瀏覽器,也相容於桌上型與行動裝置。
不過,使用Chorme瀏覽器仍存在一些問題,不建議使用Chorme瀏覽器進行精確朗讀。