原子核放大到篮球场那么大,拿(工具)去刮凿挖,能挖到边角料吗?

如题所述

第1个回答  2022-07-20
微观世界和宏观世界差异很大,就比如原子,现代的观点看来,原子并非实心小球(因此题目所言的把原子放大,之后再拿工具去刮原子壁是不可行的)。

如果这道问题拿去问20世纪前的物理学家,他们给出的答案可能就是肯定的:你会刮下一些原子粉末甚至还会有一些电子下来。因为那时候物理学家建立的原子模型分别是“道尔顿的实心小球模型”和“汤姆逊的枣糕模型”

道尔顿认为原子就是一个不可分割的实心小球;再后来汤姆逊认为原子内部存在电子,而电子是镶嵌在原子表面的。

随着实验技术的不断发展,物理学家对原子的认知水平也不断的上升,最后就出现了由卢瑟福提出原子行星模型,认为原子内部大部分是空的,中心存在原子核,周围环绕着电子。按照这样的观点,那就不存在什么原子壁了,你用勺子去刮,要么刮到电子,要么碰到原子核。

当然了,现在的观点是基于量子力学得出的电子云模型。如果非要定义一个原子壁,那只能是电子云来充当电子壁了,而所谓电子云,其实就是电子的存在变成了概率分布,只能说那个位置发现电子的概率是多少。

说到底,原子内部的电子、中子、质子,甚至于组成中子、质子的夸克。。这些究竟是什么模样呢?没人知道。

期待您的点评和关注哦!

由于我们生活在宏观世界,而宏观世界的一切都是确定的,可以度量的,这种根深蒂固的思想观念常常让我们陷入迷茫,尤其是面对诡异的微观世界,那里的一切与宏观世界大相径庭,虽然如今我们知道这点,但很难真的接受,同时在思考微观世界的情况时不由自主地会用宏观世界的眼光去思考!

而问题中的这种疑问就是这种情况,宏观世界里我们很容易做到用一样工具刮出粉末状的东西,比如说刮墙壁。于是我们就会套用宏观实际的理念用于微观世界:如果用一种工具刮原子,会不会也刮出粉末状的东西?

如果这个问题放在20世纪以前,人们认为或许真的能刮出粉末状的东西,因为当然科学界普遍认为原子是实心的,应该能刮出一些东西来!

不过随着量子力学的发展,如今我们知道了原子的结构,那里几乎都是真空,如果原子有足球场那么大,原子核只有一个豆子那么大,而电子更小了,根本看不见,其他地方都是虚空!而如果原子有公交车那么大,原子核还没有芝麻大,电子更看不出来了!

而且,电子的位置不是固定的,也不是像宏观的地球那样围绕着太阳旋转,电子是非常随机地出现在原子核周围,以概率方式存在某个地方,俗称“电子云”!

即使真的用某中工具去刮,刮掉的也只能是电子,而且几率很低,毕竟想要在足球场大的范围内刮掉一个几乎看不见的东西,实在太难了!

事实上,当我们用“刮”这个字描述微观世界时,就注定了我们的出发点就是错误的。原子核和电子是一个整体,一起存在的,如果某个电子被“刮”掉了,原子核也会吸引其他的电子,除非温度非常高,原子核和电子都处于一种游离状态,成为离子!

这说明什么?给原子升温就是一种“刮”的方式,而升温的方式就是注入能量,能量可以“刮”掉电子,而不是用实物去刮!

一个人对上帝说:主啊,请帮我把原子放大到公交车那么大吧,我想刮点原子壁上的东西回去做药引。

上帝说:好吧,虽然这不是我的专业,但谁叫我是无所不能的万能者呢?不过我只能帮你放大,刮不刮得到就不知道了。

这人说:理解,理解,谢谢,谢谢。

上帝双手合十,食指竖起,喝一声:太上老君急急如律令,疾!然后说:这事儿成了!

这人一看,周围空空荡荡,什么也没有,急了:原子呢?

上帝说:都说了不是我专业,我只是放大了一个原子,其它什么都不知道。然后就隐然不见了。

这人趴在地上找啊找,找了半天,什么都没找到,正垂头丧气要走的时候,一个声音欢快地传来:嗨,听说您在找我?

这人说:我在找原子啊。

声音说:我就是原子啊。

这人问:您在哪儿啊?

声音说:您把手张开,掌心向上。

这人照办了,声音说:好了,我现在在您手上了。

这人瞅了手掌半天,还是什么都没看到,就说:我还是看不到您啊。

声音说:我在您智慧线和命运线相交的地方。

这人就在掌上找,终于在差不多是掌心的地方,发现了一个小小的尘粒,眼睛焦距稍一离开,就又看不见了,非得再重新聚焦才行。

这人说:哎呀,上帝他老人家骗我,我请他把您放大到公交车大小的。

尘粒说:他没有骗你,我确实有公交车那么大。

这人说:那您就是在睁眼说瞎话了。

尘粒说:您看到的我只是原子的心脏——原子核,只有原子直径的十万分之一。上帝应您的请求把我放大到一辆10米长的公交车大小,原子核的直径也只有0.1毫米。在心脏的周围,还有电子随机出现在10米范围内的任何地方,只是它还要小得小得多,您就是再请求上帝把原子核也放大到公交车大小,也没办法看清楚电子呢。

这人说:懂了,我要怎样才能刮点您原子壁的材料回去做药引呢?
尘粒说:我的壁就是电子啊,只是按照量子力学的观点,它是随机出现在公交车范围内的任何一个地方,您要刮下它可不容易,它跑得很快呢。

这人问:有多快啊?我可是田径高手,吃过药,尿过检的。

尘粒说:如果按经典理论来说,它的速度比光速还快。

这人垂头丧气地坐到了地下:那怎么办啊?

尘粒说:嗯,按量子理论的观点,电子是同时出现在周围所有可能的地方的,您随便刮一下就有可能把它刮走了。

这人大喜,说:太好了。就拿了一把勺子出来要刮。

尘粒说:且慢,按照约翰·惠勒的说法,整个宇宙中就只有一个电子,它在时间中一会儿向前走,一会儿往后退,出现在宇宙中任何地方,让人们误以为宇宙中有无数的电子。您要把它刮走了,宇宙怎么办啊?

这人说:可我治病要它做药引啊。

尘粒说:您这病没治了,拜拜……

答案是有可能弄走一两个电子,更有可能什么都刮不到。
原子很空,电子很小
原子很小,我们看不见。原子半径一般在0.1nm以内,也就是10^-10m , 其中原子核的半径大约是10^-15m,电子更小,它的尺寸大约是10^-22m。如果你将原子一直放大,放到标准足球场那么大,就会发现原子核就是足球场中心的 一粒绿豆那么大 ,然后就什么都看不见了。

你肯定会说了,不对呀!不是还有电子吗?初中课本就介绍了,电子是围绕着原子核运转的。

确实是有电子,但电子实在是太小,即使是把原子放大到足球场那么大,你还是看不见电子,它们的位置大约是在足球场看台的位置,比灰尘小多了。

体育 场太大,咱们缩小一点,把原子缩到公交车大小,原子核比圆珠笔笔尖的小滚珠还要小,电子更是看不见。也就是说,这个公交车大小的原子几乎是空的。

(原子很“空”)

一个原子中电子的数量大致是固定的,通常原子核中有几个质子,它的外围就有差不多同样数量的电子。如果电子比质子多,这个原子就带负电,叫负离子;如果原子被夺走了一两个电子,它就带正电,叫正离子。
神出鬼没的电子
电子围绕着原子核运行,它的速度很快,能接近光速,又因为原子的直径实在是太小,大约是10 ¹⁰m,所以在原子的尺度我们看电子,电子只是随机出现在它轨道的任何位置,就像是云一样。于是科学家称之为电子云。电子云并不是表示电子很多,而是它出现的位置像云中的小水滴那样捉摸不定。

(电子云。请注意,这只是示意图,真正的电子你看不见)

一个公交车那么大的原子,它看起来是空无一物的,它的电子就像是在公交车周围神出鬼没快速闪现的微尘,原子没有硬壳,所以你什么都看不见。看不见怎么刮?
用什么工具刮?
既然我们将原子放大到公交车大小,我们用的工具自然也变得十分巨大,因为工具也是由许许多多原子组成的,这些原子也是有原子核与核外电子。在那个公交车大小的原子面前,我们的工具可不会是一把精致的小刀,它看起来更像一座高山!最小最小,它也会有一栋大楼那么大。

(想象一下,用旁边的大楼来刮公交车大小的空的东西)
用“蹭”比“刮”更确切些。
当两个原子相互接近时,由于各自外围都有带负电的电子,所以它们会互相排斥。随着原子之间距离的进一步缩短,两个原子内层闭合壳层(电子将轨道会部占满)会强烈排斥,原子不能再继续接近。

(原子间作用力)

在蹭的过程中,如果工具的原子有与“公交车原子”发生氧化反应,产生化学键,同时工具的原子得到电子的能力更强一些,是有可能把“公交车原子”最外层的电子拿走一两个的。否则是一个电子都拿不走。
最后总结:
原子并不是我们平时画的图那样呈球形,原子很空,原子核和电子都极小,电子围绕在原子核周围高速运动,你极难捕捉到电子。

(真的原子,绝不是这样)

电子的运动轨迹通常表现为电子云,尽管看起来很松散,但它与原子核之间的力是很强大的,并不容易被“刮下来”。

如果我们将原子放大到公交车大小,那么我们用来“刮”原子的工具势必比公交车大许多,所以用“蹭”更合适。

通过氧化反应可以从金属元素原子的最外层轨道拿走一两个电子,但是要想拿走氧、氟、氯等原子或惰性气体元素最外层的电子则几乎是件不可能完成的任务。

刮下来的叫原子灰,市面上早就有卖了啊!填缝找平很好用哦

应该是把原子核放大到公交车那么大。如果原子放到公交车那么大算5米,原子核大概还只有0.05毫米,人眼睛很难看见。因为原子核直径是原子约10E-15米,而原子的直径是1 0E-10米。

原子核是密度非常大的物质,也非常的坚硬,人类用普通的物质去刮原子核是根本刮不下任何东西的,也不可能刮下任何东西,除非用高能粒子对撞机。

一是因为普通物质的表面是电子,人的力量是根本没有方法将电子接触到原子核的,电子的简并压是需要巨大的星球的力量才可以,如中子星内部的压力。

二是原子核是质子和中子,质子和中子内部是3个夸克,夸克有夸克禁闭的力量,夸克无法被单独分离,假如能刮下来物质,这个东西就是夸克。

把原子放大到公交车那么大,拿工具去刮原子壁,能刮出粉末一样的东西来吗,粉末是什么?

这个话题比较有趣,因为要分析这个话题的话我们必须先对原子的模型来一个比较系统的了解,才能分析刮下来的是什么!

上图是人类对微观世界第一关:原子的认识过程;

一、十九世纪初英国科学家道尔顿提出了原子的模型,它认为原子是物质不可分割的坚固实体的实心小球!

假如认可您认可道尔顿的原子模型的话,那么从这个不可分割的实心小球上刮下来的该种物质的部分原子成分!

二、从汤姆生模型到卢瑟福以及波尔的模型 ,除了对电子的轨道描述和原子核描述的差别外,表层是电子这个并没有多大差别,从这几个模型开始,如果要拿工具去刮这个模型的话,那应该能刮下不少电子!

三、但事实上现代原子模型是量子力学模型 ,即电子云模型,电子是根据物质原子的不同而在不同的轨道上随机出现,以一种云模式概率形式出现!当然即使能刮下来的那肯定是电子没错!但电子数和原子核中的质子数是电荷相反、数量一一对应的,刮掉一个电子后,原子核即开始带正电,如果您全部刮完,你刮下来的就成为自由电子了,会被其他活性离子捕获!而这个原子核也将成为捕获其他电子的工具!

不过出于不确定性原理,想要从上面刮下电子可不是一件容易的事,但也有一个暴力的办法,即对原子加热即可,使其达到等离子状态,此时电子将游离成为自由电子,就可以随便刮了!

甚至你可以用磁场将负电的电子和正电的离子分离,这就是真正意义上的刮下原子物质了哦!

原子上能刮下的物质是什么,当然是磁。

题主表述的原子不准确,叫原子核才更准确,因为原子核周围的电子云是没有固定的外壁的。

原子核外面包裹着什么?是磁。不仅原子核,就是电子、夸克,甚至号称最小的量子,都浸泡在磁的汪洋大海中,所有微粒,无不与磁进行着亲密的互动。

当然,磁还不是最小的,在组成黑洞的基本微粒面前,磁子也是庞然大物。但在黑洞外面,人们所能感知的最小微粒,磁恐怕能排第二。排第一的,非引力子莫属。只不过在黑洞里面,引力子仍然是庞然大物。

如果真的可以把原子放大到这么大,那么用工具刮,得到的是一个巨大的“电子”。
不考虑量子效应的情况下,原子的构造和太阳系很类似。所以把原子放大到公交车那么大,那么你得到是一个个巨型电子围绕原子核运动的一翻景象,而且这种绕核运动还和经典的行星绕太阳系不一样,因为原子内的电子是以一定概率随机出现在各处的,而这种概率可以以概率云(电子云)的形式描绘出来。另外,由于电子在核外的运动非常快,所以导致我们看放大后的原子时,看到的是一个巨大的电子云外壳。

如果此时我们却“刮”原子,那么无疑我们得到的仅仅是巨大的电子而已。而且不论我们使用多厉害的工具,都只能够得到电子。因为按照现在的物理学理论,电子已经是最基本的粒子了,具有不可分割性。所以我们只能够把原子最外层的电子给刮下来。

当然了,把原子放大也仅仅只存在于科幻电影之中,就像蚁人里面的皮姆粒子,就可以通过改变原子大小来改变物体的大小。但是电影毕竟是电影,现实世界里面是不可能随意放大一个原子的,因为核外每个轨道都是量子化的、固定不变的,原子不可能出现突然变大或者变小的情形。

答:微观粒子和宏观事物有着本质区别,微观事物不再具有实体的表面,更像是由力场包围着的能量团;在量子力学中,基本粒子比如夸克、电子是不可分的。

原子由核外电子与原子核组成,原子核由核子(中子和质子的统称)组成,核子又由夸克组成;假设我们把一个原子,放大到 汽车 那么大,原子的各方面属性同比例增大,那么我们会看到什么呢?

这是一个不好回答的问题,因为微观事物和宏观事物完全不一样,比如对一个电子来说,由于不确定性原理,电子不可能拥有实体的表面,所以你也不可能从电子表面上刮下来什么。

我们就来大胆猜想一下,如果把氢原子核的直径,放大到1米后的情形:

(1)核外电子的轨道直径,将达到10公里,根据氢原子的电子云模型,电子不会像行星绕着太阳那样存在,而是随机出现在整个空间当中,只是在轨道附近发现电子的概率最大;

(2)放大后的氢原子,在原子核附近数公里范围内,将存在非常强的电磁力力场,由于人体也是由各种原子组成,所以人在放大版氢原子核附近,将会被原子核与电子产生的强大力场分解掉;

(3)如果我们忽略原子的电磁相互作用,继续靠近放大版的氢原子核,那么在氢原子核数米范围内,原子核会产生比电磁力强100倍的强相互作用力场;

(4)如果继续接近氢原子核(质子),会发现质子由三个夸克组成,由于夸克禁闭,夸克无法独立存在;

在微观,基本粒子不再具有实体表面,它们更像是一种由力场包围起来的能量团,根据相对论质能方程,粒子的质量对应着相应的能量,所以你是不可能在原子核表面刮出什么的!

当然,上面只是个人的猜测,人类目前对微观事物的了解还不够,试图用经典思维去描述微观事物是非常不恰当的。
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