電子和原子核之間的空隙中有什麼介質,是真空的嗎?
初中上課時,曾經問過老師,老師無法解答,至今疑惑!
我不理解大家都在討論電子云幹嘛。答不對題啊,題主問電子和原子核之間的空間里有什麼,就算你說有成堆的電子云,那也是電子。換句話說,題主在問原子核和電子云之間有什麼。
電子和原子核之間的空隙不是「真空」,那我就來說說它們之間有什麼。
1. 光子
光子作為玻色子,是傳遞電磁相互作用的載體。電子和原子核之間有電磁力作用,光子在電子和質子中運動以形成電磁力。如果一個原子處於電磁場中,那麼光子會穿越其中。此外,原子中的電子在發生能級躍遷時,會發射或吸收能量等於其能級差的光子,這些光子也會穿行於原子。這裡要講講海森堡不確定性原理。
海森堡想用γ射線顯微鏡測電子位置和速度。但是他發現,顯微鏡發射出的光子會擾動電子,並以一種不能預見的方式改變電子的速度。所以用射線去測定的粒子的位置和速度一定不準確。雖然表面上看,並不是不確定而測不準而已,實際上,由於電子也具有波粒二象性,電子的位置和速度是真的不確定。(海森堡本身是從雲室觀察的電子軌跡中由數學推到得出這個不確定性原理的)2. 希格斯玻色子
希格斯玻色子也是一種玻色子【廢話。夸克和電子之間通過希格斯玻色子作用產生了質量,所以電子和原子核之間、電子與電子、原子核和其他原子的原子核之間充斥著希格斯玻色子。現在只是初步證實了希格斯玻色子的存在,實際有沒有這個東西,還有待實驗進一步證明。不過,既然諾貝爾獎已經頒給了希格斯,我們相信希格斯玻色子是一定存在的,證明只是時間問題。
3. 電子
當原子核發生β衰變時會射出電子或正電子,或者俘獲原子內電子軌道上的一個電子。這樣電子可以在原子核和電子云之間短暫存在。4. 中微子
當原子核發生β衰變時除了會射/吸電子外,還會射出一個中微子,這樣中微子也可以在原子核和電子云之間短暫存在。中微子是一種輕子,沒有質量和電荷,可以任意穿越物質而不與其相互作用,所以中微子可以在原子核和電子之間自由穿行。
有意思的是每個人在每秒承受1000萬億來自太陽的中微子不分晝夜的轟擊,但我們毫不察覺,因為它不對人體產生影響。
5. 引力子
就像電磁力和弱相互作用的量子載體是玻色子一樣,目前理論假設萬有引力的量子載體是一種新的玻色子:引力子。當然這個粒子還沒有被實驗直接證明。大概就這麼多吧,還有好多粒子只存在於實驗室和宇宙射線中,不寫在這裡面了。你覺得電子是這麼轉的是么?
其實它是這樣的:不能說「一個」電子,是「一坨」電子,不過加在一起是「一」(個)
上圖中,每幅圖是一「個」電子,就是分布成這麼一個奇葩形狀的一「坨」,加起來叫「一個」電子
上圖中心是原子核,白色的地方是有電子的地方,越白的地方電子越「多」或者說越「緊」,越黑的地方電子越「少」或者說越「稀疏」,但是你看到的「純」黑的地方不是沒有了,而是很少顯示不出來而已。不存在這樣的一個空間範圍,電子在裡面一點也沒有。或者說,你身上的每個原子上的每個電子,theoretical 都充滿了整個空間。
Great!現在都充滿了就沒有真空了。為什麼我跟你們學的不一樣?
電子云描述的是電子的幾率分布,電子仍然是點粒子,並非彌散於空間。中間是以太流,也就是磁流,旋轉的磁場。
首先呢,糾正一下,原子核和電子是一個整體,並沒有分離.原子核和電子之間的作用力有靜電力和核力兩種.
近代物理學之所以認為電子是單獨於核存在的主要是因為單獨的分離出來了電子,但是後來科學家發現這並不能說明電子的單獨存在.我們可以將電子云理解為原子中密度較小,可以使光透過的部分,而原子核是密度較大,不透光的部分.
首先,題主覺得真空是什麼呢?
真空就是空空無也,什麼也沒有嗎?很顯然,現在已經證明,真空不空。
在1948年,荷蘭物理學家亨德里克·卡西米爾(Hendrik Casimir, 1909-2000)提出一"卡西米爾效應", 西米爾效應就是在真空中兩片平行的平坦金屬板之間的吸引壓力。這種壓力是由平板之間空間中的虛粒子(virtual particle)的數目比正常數目小造成的。這一理論的特別之處是,「卡西米爾力」通常情況下只會導致物體間的「相互吸引」,而並非「相互排斥」1996年,物理學家首次對它進行測定,實際測量結果和理論計算結果十分吻合。
實際上,真空中到處充滿著稱作「零點能」的電磁能,這正是麥克萊希望加以利用的能量。「零點能」中的「零」指的是,如果把宇宙溫度降至絕對零度(宇宙可能的最低能態),部分能量就可能保留下來。實際上,這種能量是相當多的。物理學家對究竟有多少能量仍存在分歧,但麥克萊已經計算出,大小相當於一個質子的真空區所含的能量可能與整個宇宙中所有物質所含的能量一樣多。然後,就是有什麼東西的問題。
電子和原子核是一個整體,不能分開來看,進入微觀世界,宏觀觀念就不能適用。有的人說可以理解為電子云密度小的,是透光的,而原子核就是密度比較大,不透光的部分。但是,現在量子力學,前面也有很多圖,都是概率的分布,所謂的密度大或許可以理解為概率大。
那到底有什麼呢?或許就像宇宙中的混沌一樣,依我們現在的宏觀大腦無法理解?
不過現在物理界的兩朵烏雲,暗物質和暗能量。
現在說宇宙中到處都充滿我們看不見的射線。或許就是射線了~回答到最後,我也迷茫了。飄走~這問題似乎很簡單,我回答行嗎?
是的,就是空的,啥也沒有(但有力場哦),所以,一些中子星的密度及其的大,就因為被高度壓縮了,所以,一般自然界中,再緻密的物質其實也是像海綿一樣疏鬆(放大到原子級去觀察)。
但為何不能壓縮呢,因為斥力及其大,沒記錯的話,他們間的斥力有好幾牛(原子尺寸達到宏觀的受力已經超乎尋常啦),所以想壓縮只有黑洞或者全中子物質(可惜地球上應該木有)。
但原子核的那些質子為何沒被斥開呢,因為在很小很小的可能也就幾十上百個質子尺度範圍內,還有一種神奇的力,一旦進入到這個範圍,就會被狠狠的抱住不分離,所以咱自然界的絕大部分物質都是穩定的。個別的,那就是鈾之類的放射性物質啦...
所以,想把一個質子轟進原子核那是很難的,得加速。中子吧,不帶電,貌似人類現在還不能有效控制它。
但原子彈吧,其實也不難,關鍵要製備高純度的鈾,這個過程叫鈾濃縮,你注意下新聞,經常報道伊朗有好幾千台離心機日夜不停生產,所以只要有了一定純度的鈾,轟一下就爆炸了,好簡單的@_@。理論上純鈾好像直徑幾厘米就可以了,放空氣中,一不小心一個中心撞進去.....那就惹禍啦,然後蘑菇雲升起@
暈,走題啦,不扯了...
以上作科普忽悠小盆友可以吧?!錯誤之處大神指出!電子不圍繞原子核轉
非物理專業的回答一下我的觀點:
整個宇宙中充斥著一種物質,暫且叫它為「真空」。就如同數軸上的數字有無限多個一樣,「真空」也有無限多,完全充滿了我們這個宇宙所有空間。但是它的體積和質量無限小,不管什麼物質都可以擠開它佔有一個位置。最後我想,這個東西的性質很像不會發光的光子,好吧,也許它的名字是暗子(⊙o⊙)。over騷年
你說的應該是玻爾的量子化軌道模型吧?
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