吃一小勺電子會怎麼樣?

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聰明的你已經發現了,這是一道比吃反物質還要炸裂的題目。如果知乎er硬要把所有東西吃一遍的話,那麼一勺電子絕對是一道壓軸菜。

吃電子的勇敢的題主,也將成為一朵最壯美的煙花,恭喜!
d( ̄▽ ̄*)b
子曰:工欲善其事,必先利其器

為了題主能吃到純正的電子,我特地從知乎借來了鎮站之寶:

題主要吃的電子有很強的負電,我們就讓這個勺子能屏蔽電場磁場。


正片開始!

【數量篇】

題主是一名優秀的富土康流水線操作員。

你看,勤勞的題主已經在勞作了!

①一小勺是多少?
1毫升。10^-6 m3


②一個電子多大?

這個說法實際上相當不常見。

電子的波動性較強,我們通常用「電子云」來描述電子,而不去考慮電子的體積。

甚至有的科學家認為電子沒有體積,這在歷史上曾有過爭論。

1948年,理論物理學家根據量子電動力學的理論,得出電子是沒有體積的結論。
1964年,實驗物理學家經過實驗得出了相反的結果——量子電動力學是錯誤的,電子有半徑、有體積!

圖:不同的電子云

圖:雲的多樣性

我們雖然不知道電子直徑多大。但知道最大不超過多少

1989年華盛頓大學的漢斯·德默爾特發現發展離子勢阱技術獲得當年的諾貝爾獎,其通過實驗是看能不能把電子放進我們能製造最小的勢阱里。到現在為止我們還不能做出小到放不進去的勢阱,但起碼這樣可以得到電子直徑的上限。這種實驗(Penning Trap)現時結論是電子直徑不大於10^-22米(即10^-20cm)

我們取上述材料電子直徑的上限,10^-22 m


為方便計算,我們將電子視為棱長10^-22 m的小立方體。

③需要多少電子?

我們將小勺子里塞滿電子!誠意滿滿!
10^-6 m3/ (10^-22 m )^3 =

1000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000個

也就是

10^60個

卧槽!這麼多!去哪找這麼多電子昂?

地球上夠嗎?

還真不夠!

地球質量:5.965*10^24kg

地球的平均密度約為鐵的一半;
1個鐵的原子質量: 9.288×10^-26kg
地球的原子個數大約為:
5.965*10^24/9.288×10^-26×2=1.2845*10^50個

假設每個原子攜帶十枚電子。

10^60/10*1.2845*10^50=7.7851*10^8

這麼看來,只需要把7.7851億個地球的電子全部收集起來就可以了誒!

好了好了,都散了吧。

然而!

為了題主能如願以償地遲到電子,我把目光轉向星辰大海!
鄰人欣慰的是。
我們的宇宙還是能提供這麼多物質的。
目前已知在宇宙中質量最大的恆星是大麥哲倫星系的R136a1,具有約315倍太陽質量。

只需要找六顆類似的同級別恆星,把它們的電子全部找出來就能滿足題主的需要啦!
開心伐!
(別問我怎麼把這六顆藍超巨星拿過來用筷子夾)

【電磁力篇】

繼續工作!
在題主添加第二個電子的時候,出現了一些狀況

電子相互排斥,而且難以靠近。

為了抵抗這個作用力,

將電子靠在一起需要很大的能量。


所以我打算嘗試用電子加速器把他們按在一起。

我將目光投向了CEPC


CEPC(Circular Electron Positron Collider)是在建的、全世界最大的電子加速器 。

圖:CEPC-SPPC是一個長達50–70公里的環形加速器,是中國獨立提出的新一代加速器的概念


The first phase will construct a circular electron-positron collider in a
tunnel with a circumference of 50 – 70 km, and detectors installed at two
interaction points. The machine is expected to collide electron and positron
beams at the center-of-mass energy of 240 – 250 GeV, with an instantaneous
luminosity of 2×10^34 cm^-2 s^-1.

由此可知,我大天朝的CEPC能產生250GeV的能量,這個能量足夠嗎?
要將兩個電子互相靠近在直徑以內,則需要……

k*e*e/r= 2.3103*10^-6焦耳

也就是14420GeV,顯然不夠
這還是第一個電子呢。。。


每加入一個電子,電勢就會變得更低(負高),消耗的電勢能就會更大。這樣的電子要往小勺子里塞進10^60個!


接下來求塞滿10^60個電子所需要的能量!

設第n個電子加入的電勢能為En,則

En=k*(n-1)*e*e/n^1/3*r

考慮到n很大,將n-1項近似為n

En=k*n^(2/3)*e*e/
r=2.3103*10^-6* n^(2/3)

我再積個分求總能量

E=(163651249280*x^(5/3))/118059162071741130=

1.3862*10^94焦耳

以上

便是所需能量。

好了好了,都散了吧。

但是為了題主能順利的吃上一勺電子!我特地借來了這雙筷子

圖:可以憑空創造能量無視物理規律的筷子。

圖:無論天黑天藍天紅天白天綠都在夾電子。。。

終於,

滿滿一勺子電子夾完了!

成就感MAX!!

【質量篇】

雖然電子質量很小,但是

1000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

個電子的質量也是相當可觀的。

m=10^60*9.1 ×
10^(-31)=9.1*10^29 kg

參考:

地球:5.965*10^24 kg

木星:1.90*10^27 kg

太陽:1.9891*10^30 kg

這勺電子的質量相當於半個太陽!

如果這個勺子突然出現在地球上,我們模擬一下會發生什麼(電場已被屏蔽)

首先給我地球配一個半個質量太陽的黑洞(模擬小勺子)

地球瞬間爆炸

這個時候移民火星的人才能活下來。

從火星看,天空中有兩個太亮(一個是灼熱的地球)

太陽系徹底崩潰

雜亂無章的N體運動

火星被引力彈弓彈走。

人類,完。

其實剛才對於質量的計算方法是不對的。

實際上,題主一小勺電子要比半個太陽重得多。

下圖原因。

這麼說來,那一勺電子的質量不是半個太陽

將電子之間的電勢能換算成質量,是

1.5402e+77kg

其實不算多,也就比宇宙的總質量多出了24個數量級。

24個數量級。。。。

24.。。。

。。。

【尾聲】

題主覺得時機成熟,

於是拿起了1000000000000000000000000倍全宇宙質量的小勺子,

吃!

在一個普朗克時間內,小勺子的屏蔽消失,

巨大的電場力和引力波以光速向四面八方輻射。引力波將原子質子等等撕的稀爛。


光錐所能觸及到的地方,一律毀滅。什麼三體啊,歌者啊還是歸零者,統統被引力波拉長,統統被電離


電離的光輝將照亮整座黑暗森林!


由於帶電的特性,整個宇宙都籠罩在RN型黑洞的內視界中。這個黑洞,便是由那一小勺電子形成的。


在內視界,空間並不都指向奇點。物體不會永遠落入奇點。這是一種只存在於理論的黑洞,然而卻被題主實現了。


基本粒子在這場席捲中大洗牌,宇宙將以全新的面貌繼續存在。可能會有新型星球,新的生命形式……

題主便成了這個宇宙的上帝(雖然早就掛了)

「要有吃的!」


這是個正經的高中物理競賽題,或者考研簡單題,我們一起來做一下。
(更新考慮了引力自能,也就是非線性效果的影響,謝 @GDNM NMD .另外,電子大小基本不用考慮,所佔體積取決於你用多在的能量去束縛。)

為了比較真實地體味,我們假設一勺大約是m_0=2g電子,大概做了一個半徑r_0=1cm的均勻小球。
(差不多就是一個「電子湯圓」吧,密度小於水,還能浮起來,可以嘗一口了。當然,電磁排斥力肯定太大。我們要假設有「第五種力」,叫它「知乎相互作用」可以把它們粘在一起。高票答案 @Esure 回答有意思,但實在沒有必要把電子緊密堆起來,壓那麼緊,肯定不好看也不好吃。我就把 @曹哲 的答案具體一下。有做拓樸的同學跟我說,做成二維的「餅乾」,味道會很不同。。)

0.這個世界夠吃一勺嗎?
其實,電子和質子的質量比差不多1800,質子和中子差不多。所以水中有大約萬分之三的質量歸功於電子。也就是說將10kg水中的電子全部提取出來,就已經夠你嘗一口啦,不用擔心你吃完了宇宙的所有電子~
至於用鑷子還是電解電離,看你自己的手段。2g電子總共是2.2	imes 10^{27} 個。你要是用鑷子拿的話,一秒拿100個,耗時7.0	imes 10^{17}s差不多用我們宇宙的壽命就可以拿完了

開始做題:
1.這個電子湯圓究竟有多難做?
電離10kg的水,好像也沒多困難吧。

根據電子荷質比 frac {e}{m_e}=-1.8	imes 10^{11} C/kg,不難得到電荷,表面電場強度,內部靜電勢能和表面壓強:


Qsim 3.5	imes 10^8C, qquad E=k_efrac{Q}{r^2_0}sim 3.1	imes 10^{22}V/m\
U=k_efrac{3Q^2}{5r_0}sim 6.7	imes 10^{28}J, qquad Psim 4.4	imes 10^{33}Pa

什麼概念呢?一次閃電平均放電15C, 電流是3kA左右,帶5	imes 10^8 J的能量。擊穿空氣所需的電場是 E_s=3	imes 10^6 V/m。月球的動能是3.8	imes 10^{28}J. 地心的壓強是 P_c=3.6	imes 10^{11} Pa,中子星的內部壓強是0.3	imes 10^{34} Pa

也就是說,你想要嘗的這個電子湯圓,可以放幾百萬次閃電。你需要一個很厲害的超級絕緣「知乎勺」讓它別放電跑了(不能在空氣中吃,因為會擊穿);要用壓縮中子星的力來封裝它,使之不會散掉。你吃掉的電勢能,大約可以讓月亮停下來,或者說把它從地球旁邊趕走。
所以可以先嘗點月亮? 如果吃一小勺月亮會如何? - 物理學 - 知乎


2.假定你用10秒來消化它,感覺如何?
吃好的東西,都會有一股暖流遍布全身。

2g的電子在10s內從你被你攝入到吸收分布在全身,電流大約是Isim 3.5	imes 10^7 A. 人體能承受的電流大約是0.1A。。。
人體電容大約是 10^{-10}F,產生的熱量大約是 6.2	imes 10^{26} J。原子彈「小男孩」釋放的能量大約是6	imes 10^{12}J,現在厲害的氫彈記錄是2	imes 10^{18}J.

也就是說,你感受到的,不是像舔電池、交流電源,更不是吃花椒那種50hz的震顫,而是體會到了現在加速器能做的最高電流。你的周圍會產生極強的磁場,附近的鐵器會像電影一樣向你飛來,同時會產生很強的感生電流。
而且這是一個超級補藥,你會感受到渾身發熱,約等於一億個大型氫彈的熱。其實也只是相當於太陽每秒釋放的能量。雖然不能和太陽肩並肩,還是能上天。

3. 就是吃下去吸收了,你又怎麼樣?
我們冬天也能帶電的,脫個毛衣的噼噼啪啪的。人體電壓甚至可以高達10000V,也就頭髮堅起來而已。

粗糙地說,人大約是長2m,半徑0.2m的導體圓柱。在吃下2g電子後,它們均勻公布在你身上。假定你比較光滑,類似第一問的方法做一遍。這裡電場和表面壓強是:
E_2sim 4.0	imes 10^{18} V/m,qquad P_2sim 1.1	imes 10^{27}Pa.
這次比較小,大約是白矮星內部的壓強。

也就是說,你可以電離幾乎任何物質,手一伸就能讓它陰陽分離。一般物體遇到你,自動丟掉所有的電子,朝你飛奔過來。你最好去天上,因為你太能破壞地球上質子和電子的感情了。在太空,99%都是落單的、飛來飛去的原子核。那時,將有大批單身的宇宙射線奔向你,你會是太空最顯眼的光源
你並不會看到頭髮豎起來什麼的,而是看到各個細胞互相排斥,要飛出去。當然你可以皮膚保養很緊緻,和白矮星差不多就可以了。
所以,推薦先吃點中子星?如果吃一小勺中子星會怎麼樣? - 物理學 - 知乎

4. 吃了會不會長胖?
味道雖好,但長不長胖是個大問題。

雖然你只吃了2g的電子,但愛因斯坦肯定要來嚇你了。2g電子做成這樣的小球,能量太高,大約會重
M_r=frac{3k_eQ^2}{5c^2r_0}sim 7.4	imes 10^{11}kg.
電流流動的過程中,你釋放了一億個大型氫彈的熱,放走了月亮。
然後,還剩下一點。
你差不多要長胖,聽好了,

m_dsim 5.9	imes 10^{10} kg!
也就是說,那個「知乎勺」要很強大,能夠承受億噸的重量。而你要考慮好,會長胖千萬噸左右吧。所以,湯圓雖好,不能多吃啊。


5. 你不會被"電子湯圓"反吃吧?
簡單根據這個質量求一下黑洞施瓦西半徑,還好 r_s=frac{6Gk_eQ^2}{5r_0c^4}sim 1.1	imes 10^{-15}m。這個值遠遠小於小球的半徑1cm,不會形成黑洞。這個值比質子的半徑 8.5	imes 10^{-15}m還要小。
可以放心,這個電子湯圓雖然能量很高,但不是黑洞,不會把你反吞。你能正常「看見」它,不是黑黑的一團。

6。如果像高票答案那樣,壓實了再吃,味道不同嗎?(重新考慮了引力自己的非線性修正)

你可能就是想嘗一下黑洞味道的電子湯圓,建議使用強力壓縮(你應該不想添加更多電子吧,容易胖)。你把電子球壓實的過程,要給系統注入大量的能量。

最終這個2g的「電子黑洞」的半徑是:
r_h=sqrt{frac{12Gk_eQ^2}{13c^4}}sim 2.9	imes 10^{-9}m

3個納米,好像達到我們現在科技水平了。這時電子的平均距離是 2.2	imes 10^{-18}m, 相比於電子、夸克的尺度(負35次方),可以忽略,遠沒有壓實。所以依然可以當作電子氣,有興起的同學算下簡併壓,可以加分。
你要給的能量是1.8	imes 10^{35}J,差不多是10個太陽的總能量可以分裂地球幾千次。
這時,這個「電子黑洞」,大約重 1.9	imes 10^{18} kg。也不是特別多,約等於我們大氣的質量。對的,你一口吞掉了天地元氣。

但是!
電荷實在太大,「三毛理論」必須用,可以計算r_Q=sqrt{frac{Gk_eQ^2}{c^4}}sim 3	imes 10^{-9}m
由電荷確定的半徑超過了質量的 ,其實已經違背了宇宙監督假設 cosmic censorship。
宇宙監管者說,裸奇點不能存在(2r_Qleq r_h),必須被視界面保護起來。要不然時空錯亂,因果顛倒。所以這個電子湯圓不能壓縮成黑洞。在壓縮過程中,電荷必須逃逸掉。
可是電子是基本粒子,不能電荷跑掉而質量留下,也不能壓縮空間不增加能量。通過無質量的粒子粘起來的基本粒子,好像都有r_Q/r_h=sqrt{13/12},所以不能形成黑洞。當然,如果你的第五種知乎相互作用可以保持正壓又提供正能量,結果可以改變。(我用 r_h 對總能量做的估算,不是很準確,要不然似乎可以形成極端黑洞)。

就算是超弦超對稱裡面,也不能出現。不好意思,按題目設置,你不能嘗到黑洞味道的電子湯圓。
高票的那勺電子,你吃不到。添加再多的電子,也吃不到。
除非你加上角動量,讓這個湯圓高速轉起來。

所以後面的黑洞熱力學(湯圓到底有多燙,裡面是不是有「三根毛」),黑洞信息(有多少種口味)什麼的就不用算了。。。好開心。

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量級來源參考 wiki以及引用。
Orders of magnitude (mass)
Orders of magnitude (energy)
Orders of magnitude (length)
Orders of magnitude (time)
Orders of magnitude (pressure)


最近熊孩子們炸地球有癮啊……
與如果吃一小勺中子星會怎麼樣?不同,宇宙中沒有單純由電子構成的天體,我們很難定義一勺電子有多少。這一小勺電子有多少取決於你的黑科技能把它壓多密。
為了讓這一小勺電子有點實感,不至於勺子里稀稀拉拉一團電子云,我們用黑科技把1g的純電子壓縮到1立方厘米的空間內,放到你的勺子上。
已知電子的質量約為9.109 382 91×10^-31 kg,電荷量為1.602 176 565×10^-19C
那麼這一小勺電子的電荷量將達到約1.76×10^8C。
如此大的電荷量所產生的強大電場會瞬間撕裂2000km以內的空氣分子,使其電離。
與此同時,被你擠成一坨的電子將釋放10^26J數量級的巨大電勢能……嗯,大概相當於幾億億噸TNT當量吧……

嗯……炸完別忘了把勺還給我,這是知乎的鎮站之寶。


高票回答@Esure的思路很贊,但是我覺得他的計算過程中忽視了一個關鍵的作用力:引力!在這一小勺10^60個電子聚集起來凝結了如此恐怖的電勢能之後,不考慮這些電勢能的產生的引力顯然是不合適的。引力使得電子間相互吸引,抵消了部分靜電斥力,降低了整個體系的結合能。下面我就用我的渣渣物理學結合百度來的靜電能和引力結合能公式簡單算下,期待大神提供更準確的估算思路。
設這10^60個電子的本身的質量為m,總電荷為Q,均勻聚集在半徑r=0.01cm的真空球形區域內,這個球體的總質量為M。
不考慮我自己完全搞不明白的相對論效應,這堆電子的電勢能和引力勢能用均勻帶電球體的靜電能公式E=frac{3kQ^{2} }{5r} 和均勻球體的重力結合能公式U=-frac{3GM^{2} }{5r} 計算。根據質能公式E=Mc^{2} ,我們可以列出方程:
M=m+(E+U)div c^{2} =m+frac{1}{c^{2} } (frac{3kQ^{2} }{5r} -frac{3GM^{2} }{5r} )
去分母得5rc^{2} M=5rc^{2} m+3kQ^{2} -3GM^{2}
再移項得3GM^{2}+5rc^{2} M-5rc^{2} m-3kQ^{2} =0
解得
M=frac{-5rc^{2} pm sqrt{25r^{2}c^{4} +60Grc^{2}m+36kGQ^{2}} }{6G}
這個公式還是有點複雜,先帶入10^60電子的各項數據算算通過加號連接起來各項的數量級,如果數量級相差太大,小的那些項就能直接去掉了。
首先看根號裡面的三項,25r^{2}c^{4} =2.025	imes 10^{19} 60Gc^{2}mr=3.28	imes 10^{30} 36kGQ^{2}=5.53	imes 10^{83} 。由於最後一項數量級比前兩項相差大得太多,相加後前兩項忽略不計。開根號後整個根式是10^{41} 數量級。
再看根式外,5rc^{2} =4.5	imes 10^{9} ,與後面10^{41} 數量級的根式差距太大,這項也可以忽略不計。
由於數量級的巨大差異,計算公式可簡化為
M=pm frac{sqrt{36kGQ^{2}} }{6G} =pm sqrt{frac{k}{G} } Q
也就是說,在這堆電子數量特別巨大、聚集得很密集之後,這堆電子聚集起來的總質量只和它們的電荷(也就是數量)成正比,與表徵電子密集程度的聚集半徑r無關!整個體系的荷質比始終不變。
M=sqrt{frac{k}{G} } Q意味著什麼呢?根據庫倫定律和萬有引力定律,質量和電荷都滿足M=sqrt{frac{k}{G} } Q且帶同種電荷的兩個物體,它們之間的靜電斥力和萬有引力剛好相等!難怪在這個條件下計算出來的質量和電子們的聚集半徑完全沒有關係了。這個電子均勻分布的小球各部分之間的靜電斥力和萬有引力剛好相互抵消,整個體系的內力減少到0。當然,對於電子小球外不帶電荷的你,這個球一旦脫離了知牌如意勺,它的引力是巨大得非常恐怖的。
(期待大神解惑,這個體系的荷質比sqrt{frac{G}{k}},是極端帶電黑洞的荷質比嗎?)
帶入數據、公式中取正號(這個取負號的物理意義,我水平有限,還難以理解,似乎是對應了一種整個體系的引力勢能超過了電勢能和電子靜質量的負質量狀態),算出來M=1.86	imes 10^{51} ,確實比高票答案的計算結果少了很多。然而,宇宙的總質量也只有10^{53} 數量級,也就是說,你吃掉的這一小勺電子,吃掉了1%宇宙的質量!這勺電子離開了我們的知牌如意勺,仍然會成為一個以光速擴張的黑洞,瞬間將你吞噬。
這個黑洞會擴張到多大呢?根據史瓦西半徑計算公式,Rs=frac{2GM}{c^{2} } =2.76	imes 10^{30} 米,也就是2.91	imes 10^{14} 光年,2910000億光年!要知道,現在的可觀測宇宙的半徑,也大約只有465億光年,只是這個黑洞半徑的0.016%。不過,要擴張到這個大小,需要2910000億年,是我們宇宙年齡138億年的2.1萬倍呢,現在我們的宇宙還在加速膨脹,應該最終還是能容得下這個黑洞的。由於這個黑洞只能以光速擴張,我們遠處的星系,短時間內仍然是安全的,外星人們對於題主嘴饞想吃這勺電子搞出來的大麻煩,一無所知。


目前高票答案我認為是不準確的。

如果你吃一小勺水,你吃的是在自然狀態下正常密度能裝進勺子里的水。而不是用外力強行壓縮在一起的壓縮水。

吃太陽什麼的,也是令其在自然狀態下的體積而不應該人為壓縮。

考慮電子顯然應該考慮純電子在自然狀態下的分布密度。

由於電子本身不施加外力不可能聚到一起,一小勺電子的數量實際上可能只有一個。或者說是屈指可數的個數。

答案:不施加任何外力情況下,一小勺純電子,裡面只會含有極少的數量,所以,並不會發生任何事,隨便吃。


最初看到「吃一小勺太陽會怎麼樣」,第一反應是感覺好萌,用的是「一小勺」哎(?o?╰╯o??),興緻勃勃的去答了一波。後來又看到了「吃一勺月亮會怎麼樣」,也還不錯,下邊有很多有趣的回答啊,也看的挺樂呵。但總感覺在吃月亮的可能實現性下該問題就少了一絲浪漫的意味(其實我是工科狗╮(╯▽╰)╭)。直到今天又看到了該問題,,,又搜了下,更蛋疼了。

話說我就是電子的,你吃我得了
(????ω????)


我覺得有必要來回答這個問題,原因如下:
1.題主可能是個吃貨,但是沒吃過奇怪的東西;
2.題主可能不是吃貨,但是因為別人吃了一勺月亮,題主餓了。

回到這個問題本身,我們先來看看,誰是電子。
電子可能是一個日本人,比如山中電子,村下電子。
電子可能是一個韓國的工廠,比如三星電子。
當然了,我們假設,題主想吃的不是日本人,也不是韓國的工廠。
他想吃一勺電子這種物質。
如果不討論密度,那麼吃電子這件事顯然是沒有意義的,之前的各位也提過了,你喝一口水,就有很多電子呢!
就算給你一塊石墨電池,舔一舔也沒什麼特別的味道。
我們都知道,電子這種東西,是喜歡從高電勢走向低電勢的,所以題主想吃電子的話,要造一個電勢差。
我們用一個稍微無害的東西造這個電勢差吧,銅鋅原電池,怎麼樣?
首先,你要含一口酸性液體,比如:食醋。
接下來的事情比較難受,你要往嘴巴里插進兩個金屬片:銅片和鋅片。
注意:銅片放在舌頭上,鋅片不要碰到銅片。在嘴外再把鋅片和銅片接在一起。
這時候的電子,我不知道什麼味道,但我知道你嘴裡一定酸溜溜的~
如果你特別想嘗試大劑量高密度的電子,那就要藉助常用電源了,不過我不建議你試,畢竟舌頭被電焦了的話,以後你就不能一勺一勺地吃別的東西了。

哦對了,如果你真想知道後果,具體情況可以參考球形閃電…手機碼字沒鏈接…

建議題主以後問一些好玩的問題,例如:在東北的冬天,零下十幾攝氏度的時候,戶外的鐵為什麼是甜的?

我會很樂意回答你的~


題主提的這個問題看似十分幼稚,但其實還是有點意思的。
往往就是這樣,越簡單越幼稚的問題,回答起來就越難。例如夜晚的天空為什麼是黑的?水為什麼是透明的?等等。
我們不妨就用中學生能夠理解的語言來描述一下吧。
我們都知道,任何食物中都有水。既然如此,我們就從水開始談起。
水,它的分子式是H_{2} O。1摩爾的純水,質量是18克。這裡的摩爾指的是物質量的單位,它等於6.023	imes 10^{23} 個某種物質。
在標準狀態下(25攝氏度1個大氣壓),水中部分分子會分開為H^{+} OH^{-} 離子。對於1摩爾的水來說,H^{+} 離子的數量是10^{-7} 。因此水的pH值為:
pH=-lg(H^{+})= -lg(10^{-7} )=7
我們說,此時的水是中性的。
如果水的pH值低於7,則它呈現酸性;反之,如果水的pH值大於7,則它呈現鹼性。

注意:圖中的H_{3} O^{+} 就是H^{+} 離子。寫成這樣的道理是什麼,請自行理解。
其實,水中的H^{+} 離子和OH^{-} 離子不斷地在複合,又不斷地電離。這裡的關鍵是核外電子的交換。
我們已經知道,每18克的水中,有18	imes 10^{-7} =1.8	imes 10^{-6} 克也即1.8微克的正離子,還有等量的負離子。
在這裡,電子不斷地進進出出正離子、負離子對。我們可以把電子想像為遊行舞蹈隊中不斷穿進穿出的演員。

因此,我們近似地認為:我們喝水時其實就在喝電子的稀粥。
我們每喝一口水,大約是30到50克,裡面有多少電子在瞬間交換,請自己去計算一下。

感覺怎樣?這電子湯的味道如何?是甜還是咸?是香還是刺鼻?笑!
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電子雖然不能直接觀察到,但我們能或多或少地感覺到它的存在。
我們知道,金屬材料中存在海量的自由電子。事實上,金屬就是一塊浸潤了自由電子的海綿。
金屬的光澤,它裡面既有反射光,也有電子吸收了外界部分光線後的發射光,並由此形成某種金屬的特徵顏色,例如黃金、白銀和鋁製家用電器。如此說來,我們看金屬,等效於看電子。
我們擊打某種金屬材料時,會發現金屬的延展性和韌性,這種特性其實就是自由電子的填充結果。因此,我們可以認為,我們觸摸到了電子。
那麼對於非金屬材料又如何?
在我當下的桌面上,有顯示器,有繪圖顏料,還有各種書籍。它們為何能紋絲不動地放置在桌面上,而不是象放在豆腐上那樣陷下去?這是原子核對外層電子的作用力產生的結果。由此,我們再次看到了電子的表現形式。當我們按桌面時,我們就體驗到電子對我們產生的作用力。
看來,電子並不神秘。
我們每天喝水吃飯大量地食用電子,我們工作學習大量地接觸到電子。我們晚上睡覺能躺在床上,也得利於電子的作用力;而我們行走時不會沉入地下,也是電子的功勞。

如此說來,電子還神秘嗎?


一勺子電子不就是一個大電容么?
喝一勺子電子就等於你用嘴觸摸一個大電容帶負電的電極後放電的情況。

如果你的腳接地,那當電子接觸你口腔表皮的一瞬間,會迅速進入你口腔中,推動全身的電子向著你身上電勢最高的地方流動。而對應你腳底板上的電子會被擠出流入大地。
電子流動經過神經的時候你會有觸電的感覺,具體感覺大小跟痛感神經分布有關係,電流大小跟你身體當時的電阻還有勺子裡面電子的密度相關。

如果你腳不接地,你身體大概會帶靜電。帶靜電是什麼感覺,大家都有體會。

BTW 我很討厭樓上很多嘲諷題主的回答,這不符合知乎精神。


我們那管紐扣電池叫作電子。

你想吃什麼牌子的?


麻嘴;

真的,吃電子可以理解為用某種方式讓你帶負電

但是你帶上電之後,點子很快就會通過你的身體被導入大地,這樣也就形成了電流。這就好辦了,想嘗電子?電一電就好了。推薦買個實驗用的電流源,用舌頭舔電極就行啦。但是「一小勺」這個量不太好度量,你就嘗到吃飽為止吧!


反對 @Patrick Zhang的回答,有很多科學性錯誤

以上是答主 @Patrick Zhang
首先,我疑心他是很看不起中學生,溝通之後,他說,他看不起中學教育。

第一個錯誤:

我們來審視一下這個反應

2H?O=H?O?+OH? K=1*10^{-14}
很明顯,這是中性分子變為離子,是離子反應
2H^{+} +2e^{-} 
ightarrow H_{2} 這樣的反應,才是有電子得失的氧化還原反應

回過頭來看,答主一開始提出來的這個反應(是一個簡單的布朗斯特-勞倫酸鹼反應,如果將H?O?看做氫離子,那麼這就是一個連高中生都能理解的酸鹼電離理論中的酸鹼反應),根本就不涉及電子轉移,自然也沒有回答題主的問題。這是高中一年級的第二章就會學習的內容,請問Patrick Zhang,您有什麼資格輕看初中生。

第二個錯誤:
水,它的分子式是H_{2} O。1摩爾的純水,質量是18克。這裡的摩爾指的是物質量的單位,它等於6.023	imes 10^{23} 個某種物質。

對於1mol水來說,H^{+} 離子的數量是10^{-7}

度標呢我的哥?佔比?什麼鬼?

但好好學過化學的人知道,高中化學常用mol/L作為濃度單位

2H?O=H?O?+OH? K=1*10^{-14} (298K)
K=1*10^{-14} 指的是c(H?O?)/ (1mol/L) * c(OH? )/ (1mol/L)=10^{-14}
而純凈水中,氫離子、氫氧根全部來自水的自耦電離2H?O=H?O?+OH?
因此c(H?O?)= c(OH? )
c(H?O?)= 10^{-7} mol/L

pH就是以這個濃度為根據,計算酸鹼性強弱的。

pH=-lg(c(H?O?)/ (1mol/L))

而隨著溫度的不同,K也會變化,那麼純凈水的ph也會變化,只有pH大於這個溫度下純凈水pH值時,稱之為鹼性水溶液,pH小於這個溫度下純凈水pH值時,稱之為酸性水溶液。

再者說,當我們知道了10^{-7} 指的是c(H?O?)= 10^{-7} mol/L
那麼,我們很容易就能知道,18g水中有18mL*10^{-3}L/mL*10^{-7} mol/L=1.8*10^{-9} mol的H?O?
質量為3.42*10^{-8} g,根本不是1.8*10^{-6} g,那麼答主的錯誤在哪裡呢,他認為,10^{-7} 指的是H?O?佔總粒子量的10^{-7} ,對此,我認為,這不是一個把化工手冊掛在嘴邊的工程師應該反的錯誤。

其他錯誤有:3.化學中有標態和標況兩個概念,他對這兩個概念有所混淆
4.之所以氫氣和氧氣不能在常溫下化合,是由於這一反應的動力學穩定性,或者說活化能較高,氣體分子在常溫下熱運動的能量達不到這一活化能,因此不能反應。

我認為他在沒有正確理解這一現象,而且在自己錯誤的前提下,仍以教育人的姿態回復別人,我認為我受到了一定程度的不尊重。


至於為什麼說沒氣度,以下是我跟他的私信,以及評論區中他犯下的錯誤。在此之前 @我是大水貨 的評論被刪了,也被他屏蔽了。我私信協商希望他能解決,一開始他說:「一天有一百多個問題等著我回答呢」
但我認為,這不應該是他輕視任何一個問題的理由,執著地要求他改正,以對得起讀者。他最初沒有發現我是個學生(雖然我主頁里明明白白寫著),我們還可以平等地交流,最後我不知道是我過於強勢,還是說出了我學生的身份,他就把我屏蔽了,您的氣度在哪裡,您的時間是時間,我5-6個小時希望您能改正,就不是時間了?700(現在900)個讀者的時間就不是時間了?您現在又把我的評論刪了,真有意思。

利益相關:化競黨。


就算都是電子,每個電子帶電應該是基本電荷啵,算一哈,可以得到你吃了多少庫倫的電量。


一句話「一小勺電子」的這種狀態在現實的世界裡是不存在的,或者是這種狀態的存在是幾乎幾乎幾乎??為零的。


不討論一勺電子是多少mol,單純就吃法來說,題主要求的是吃電子。那麼想了想大概可以這麼操作:
舌頭接導線一根,露出電極
肛門塞金屬棍子一根,露出電極
然後接直流電,這一點很重要!必須是直流電,交流電就成邊吃邊吐,想想都很噁心。
至於會怎樣?那就看外加電壓了。


感覺這類問題會越來越多:
吃一小勺太陽會怎麼樣?
吃一小勺月亮會怎麼樣?
吃一小勺電子會怎麼樣?
吃一小勺原子核會怎麼樣?
吃一小勺鈾會怎麼樣?

吃貨們,你們太可怕了


建議你去看70年代出版的十萬個為什麼叢書,看完你就可以出師了,除了天體學一些有點落後(比如不承認膨脹宇宙),你算是上知天文,下地採礦,手擼弓弩,會造炸藥,基本可以脫落半文盲狀態。


巨大的電場力和引力波以光速向四面八方輻射。引力波將原子質子等等撕的稀爛。


這是腦洞?T_T?我咋就想到吃跳跳糖,在嘴裡噼里啪啦的蹦躂QAQ


宇宙排名第一上古神器:舀天勺

中華文明飲食文化之深已經超越天際,什麼雷神鎚子無限寶石都到我的勺里來!


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