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原子、质子、中子和电子这些微观粒子,它们都是一模一样的吗?

时间:2019-11-18 13:27:50 来源:金沙棋牌 阅读:4003050次

人类科技的发展,极大地拓展了大家对这个世界的认知。现在大家知道了,世间万物都是由原子构成,而原子又分为原子核以及围绕着原子核运动的电子,其中原子核还可分为质子和中子。也就是说,大家眼前的这个多姿多彩的世界,其实都是密密麻麻的微小粒子,通过各种奇妙的方式堆叠而成。

原子、质子、中子和电子这些微观粒子,它们都是一模一样的吗?

于是一个有意思的问题就出来了,微观世界中同样类型的原子、质子、中子和电子,它们都是一模一样的吗?要搞清楚这个问题,大家需要先来看看科学家们是怎么观测这些微小粒子的。

按照平常的思路,只需要通过光学放大设备将这些微小粒子放大到足够的倍数,大家就可以看到它们的样子了。然而实际上这种方法并不可行,这是因为光学显微镜的分辨率极限是百纳米级的,而就算微观世界中个头最大的原子,其大小也都是纳米级的,就更别谈比它小得多的质子、中子和电子了。

原子、质子、中子和电子这些微观粒子,它们都是一模一样的吗?

所以,要观测到这些微小的粒子,必须用其他的方法才可以。对于原子,科学家们目前通常都是使用的原子力显微镜(AFM)或者扫描隧道显微镜(STM)。其原理是利用一根原子级的探针,去感应目标原子间的各种作用力以及物理现象(例如范德瓦尔斯力、静电作用、隧道电流等等),从而描绘子目标原子的样子。简单地讲,科学家可以借助设备来“摸”出原子的样子,如下图所示。

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实验表明,即使是同一种元素的原子,它们也不是完全一模一样的,其中的原理可以简单地说明为,原子的大小由电子的排布决定,而电子又一直在运动,并且这个运动状态又是不规律的,所以至少每个原子的大小都是不同的。

而对于更小的质子、中子和电子,即使是扫描隧道显微镜这样的设备也都无能为力了,科学家只能利用精密的探测仪器,来观测和记录这些微小粒子在不同条件下的各种反馈信息,然后间接地分析出它们的各种物理属性。

原子、质子、中子和电子这些微观粒子,它们都是一模一样的吗?

可以看到,以目前的科技水平,大家只能知道这些微小粒子的各种物理属性,能够判断出它们是属于哪一类的,但根本无法知道质子、中子和电子具体是什么样子。

不过尽管看不到,大家还是可以推测一下,俗话说“一样米养百样人”,在地球上的几十亿人中,大家每一个人都是独一无二的,可以说全世界就找不到两个一模一样的人。按照这个道理来讲,同样类型的微小粒子很可能也不会是一模一样的。

原子、质子、中子和电子这些微观粒子,它们都是一模一样的吗?

就像大家观察蚂蚁的时候,如果大家用肉眼来看同一类蚂蚁,那么大家几乎无法分辨出它们之间的不同,只能认为它们都是一模一样的,而如果大家用高倍数的放大镜来仔细观察,就可以看出它们之间的差异了。

原子、质子、中子和电子这些微观粒子,它们都是一模一样的吗?

在未来的某一天,人类也许可以利用强大的科技,将这些微小粒子清清楚楚地呈现在面前,届时人们很可能就会发现,微观世界中同样类型的原子、质子、中子和电子,它们并不是一模一样,除了基本的物理属性是一样以外,它们还各有各的精彩。


好了,今天大家就先讲到这里,欢迎大家关注大家,大家下次再见`

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