從微觀物理學角度解釋,刀為什麼可以切東西?
再次提問只是為了尋找更合理的答案。
大神輕噴。
本答案尺度僅限於金屬學中的尺度,非嚴格意義上的微觀尺度。東西之所以可以被切開,用嚴格意義的分子尺度只能解決一部分,切開還涉及到材料力學中的抗壓和剪切過程。
晶體可以被切開,是因為晶體缺陷和一系列晶體行為所導致的,晶體缺陷有點缺陷,線缺陷和面缺陷,這一系列缺陷是材料的強度得以增強和減弱的重要原因。
而晶體中的晶粒之間存在界面,這是因為自然的晶體凝固過程中存在結晶中有形核,形核和長大過程是一個晶粒發展和生長的原因。自然的形核過程一般來說是非均勻形核,形核率很高,導致晶體的尺寸相對較小,但當此時晶體的尺度不是非常細小的時候,導致結合強度不大(超細晶的晶粒比表面積很大但是結合強度也高得不行)所以晶間強度相對較弱,抗剪能力自然下降了 。
切開的過程就是一個受力過程了,物料最開始受到彈性變形,在一定範圍內形變可以恢復,過了屈服點以後就開始發生塑性變形,形變不可恢復,晶間結合弱的界面強度小,裂紋容易擴展,晶內有晶體缺陷的部位有些部位得到力學性能的增強,有些地方因為缺陷和晶體取向問題容易發生滑移等行為,自然就容易受到剪切。晶體內形成的裂紋區域在雙向或多嚮應力狀態下進行擴展,自然而然,就被切開咯0.0
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從微觀粒子角度看,刀是什麼鬼
截面受到的剪切應力增大,導致截面多處出現裂紋,擴大形成斷面,微觀上,根據材料本身的性質有不同,對於脆性材料,可以是晶格變形與相對滑移。而刀切的過程往往不止脆性和韌性斷裂,更包括了磨損等物理過程,所以我想切肉這種就比較難描述了。一般來說對於材料力學,金屬和一些塑形材料的微觀模型研究得比較好。
拋個磚,等材料力學專業人士。
PS. 我認為這道題目沒有什麼槽點,無論題主是不是你們試圖扣帽子的民科、初中生,我覺得此題可以引出專業人員對材料剪切斷裂等力學現象的微觀解釋。樓上幾位也許從題目描述中受到了傷害,你可以繞開去知乎其他問題,知乎現在水問題多的是,足夠玩耍,求放過這種還有點價值的問題。
我知道正確答案,但是我繞開了。
得分切什麼,切有機物什麼的(比如肉、塑料)就不用解釋了吧,看手撕化學鍵。當我們撕開塑料袋的時候,是撕開了化學鍵還是只是分開了兩條或幾條鏈? - 自然科學
我們來看切金屬,半金屬,無機非金屬等晶體類的,因為從微觀上來說,晶體物質的排列還是比較規整的而且不容易亂跑,一刀切下去容易切住東西。。。。
微觀宏觀的尺度得先搞清。。
首先,先看刀刃的寬度,至少得有幾十微米吧,什麼概念,晶粒的大小從幾十納米到幾微米不等,首先刀切下去,碰到的是一大片好多晶粒,刀要是長點的話一條線下來不知得10^??個,我去這麼多晶粒,你要是全破壞化學鍵即使使出洪荒之力也切不開。忘了說固體的微觀結構了,絕大部分日常的結晶體都是多晶,晶粒之間各種晶界,晶界都是充滿各種點線面的缺陷,比晶粒內多多了。力學上對晶界斷裂的分類,有沿晶斷裂和穿晶斷裂。顧名思義,沿晶就是沿著晶界開裂,晶界之間缺陷太多斷裂能比較低,(化學鍵斷裂也有很少,大部分都是空隙),穿晶斷裂就是在晶粒內部的開裂,因為有一些點缺陷啊啥的,斷裂能較大,大部分都是化學鍵的斷裂。
那回到之前的地方,刀刃那麼厚,你怎麼切到晶粒內部,切下去砸到的是一大片晶粒,被砸到的晶粒寶寶表示我被壓到到下面了就算我從母體上面分離出來我也不讓你把我弄破,你那麼大怎麼進去。。。在斷裂面的,如果剛巧碰到晶粒正中間,人家往旁邊滑移下不就躲開了,你切到的大都是晶界之間的空隙,空隙不夠大的,晶粒們就使勁往兩邊擠一擠給刀多騰出點位置,如果材料延展性很差,晶粒寶寶往旁邊挪不動,那隻好被你擠下來或者接著往旁邊擠,擠出各種變形裂縫,就是不讓你把寶寶我弄破,嗯哼。。。樓主請看斷裂力學
壓強,受力分析,真理並不一定要用量子場論來解釋啊……
算了我還是繞道吧……
…………………………………………………………………………那個用材料學力學分析的答案,雖說我不搞這個,但我也學過一點。同你所說,刀針對的材料太多了,哪一種都可以拉出來分析。但是,如果非說有什麼共性的,也就是本質的,其實還就是個力學問題……就是說,不論什麼材料,都從這個思路開始……謝邀單位面積 分子密度
分子之間結構的強度,就像氧氣的分子與分子之間連接強度弱,而石頭中二氧化硅分子之間強度高,反映出來就是材料強度了。菜刀類似(確實是高中化學知識)
我覺得這是材料學的範疇,包括材料硬度,材料織構等等。不知道題主為什麼非要從微觀原子尺度解釋。
本科是物理的表示學的都還給老師了,物體被分成兩半可以看成用外力提供了斷裂面分子分開的能量,克服了斷裂面分子間的萬有引力,由於刀分子間需要更大的能量才能分離,所以刀片只是吸收了一部分熱能。所以由於人用力產生的能量一部分被物體分子吸收,一部分轉化為熱能。物體分子吸收能量大於萬有引力的能量,導致分子間「躍遷」,所以斷裂的是物體而不是刀。由次物體遍被切來了。
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