

(如图所示 , 操纵SEM对纳米标准下的原子进行把持)
此外 , 科学家还发现了光镊手艺 , 操纵激光形当作光阱 , 可以把持和捕捉纳米至微米级此外粒子 , 那么拿下原子也不在话下 。
原子那么小 , 用手必定是拿不住的 , 操纵以上方式可以夹住原子 , 但并不克不及捏碎原子 。
捏碎一个原子需要耗损多大能量?
捏碎是一个很恍惚的概念 , 事实是碎当作两半 , 仍是将原子割裂当作一个个细小的粒子?我们这里按后者算 。
原子的质量99%以上都集中在原子核 , 原子核是维持原子不变的底子 , 我们只需要将原子核捏碎 , 整个原子就解体了 。
想要捏碎原子核 , 得考虑核外电子的环境 。 核外电子虽是按分歧能级分层摆列 , 但不像行星绕恒星那样运转 , 电子的出没无定不定 , 我们用电子云模子来描述这样的场景 。 电子虽受电磁力的吸引 , 但凡是并不会失落进原子核 , 只有在极强的压力感化下 , 当电子简并压(由泡利不相容道理形当作的抵当力)被击穿时才会使核外电子失落进原子核 , 并与核内质子形当作中子 , 中子星就是这样降生的 。 按照理论 , 需要1.44倍以上的太阳质量所形当作的引力才能将电子简并压击穿 。 其实我们并不需要将电子压进原子核 , 只需要让原子掉去所有电子 , 然后再捏碎原子核就行了 。

(上图为原子布局的电子云模子示意图)
最简单的原子当属氢原子 , 氢原子由一个质子和一个电子组成 , 捏碎它是小菜一碟 , 只需要让氢原子掉去电子酿成质子即可 。 氢原子的电离能(让原子掉去电子所需要的能量)为13.6eV 。 这似乎有点糊弄人 , 我们仍是以铁原子为例吧 , 它更有代表性 。
【徒手捏碎一个鸡蛋尚且不易,那么捏碎一个原子需要多大的力量?】铁(凡是是指最不变的同位素铁56)是宇宙中最不变的元素 , 凡是铁原子核由20个质子和30个中子构成 , 它既不轻易发生裂变 , 也不轻易发生聚变 。 为什么会这样呢?因为铁原子核的平均连系能为8.6MeV(兆电子伏特 , 1eV≈1.6x10^-19 J(焦耳)) , 是所有元素中最高的 。

(如上图所示 , 铁56的平均连系能最高)
质子和中子靠强力连系在一路形当作原子核 , 连系能就是它们连系到一路所需要的能量 , 同样 , 分隔它们也需要不异的能量 。 分歧种类的原子由分歧数目的质子和中子组成 , 是以将总结和能平均到每个核子上 , 就获得了原子核的平均连系能 。 平均连系能越大 , 原子核也就越不变 , 越不轻易被捏碎 。
铁56原子核的总结和能为481.6兆电子伏特 , 约等于7.71x10^-11焦耳 , 是氢原子电离能的3500多万倍 , 理论上想要将一个铁56原子核捏碎就需要这么多能量 。 至于铁原子的电离能则可以忽略不计 , 那么捏碎一个铁原子也仅多耗损一点能量 。
没错 , 捏碎一个原子连一焦耳的能量都用不到 。 一焦耳能量有多大?按照界说 , 1J=1N·m , 半斤八两于用一牛顿(1千克的物体在地球概况所受到的重力大约为9.8牛顿)的力将一个物体沿力的偏向移动一米所需要的能量 。 将一颗50克的鸡蛋抬高2米 , 它的势能就增添一焦耳 。
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