Вы, вероятно, знаете, что все вокуг нас и везде во Вселенной, состоит из крошечных частиц, называемых атомами. Возможно, вы даже знаете, что каждый из них состоит из еще более мелких частиц. Протонов, нейтронов и электронов.
И вы, наверняка, слышали, что атомы очень малы. Но возможно, вы никогда не задумывались, насколько они малы на самом деле.
Ну, ответ в том, что они очень, очень, очень маленькие. Сколько атомов в апельсине? Ну, давайте предположим, что апельсин состоит только из атомов азота, что не совсем верно, но в апельсине есть атомы азота.
Вопрос масштаба
Чтобы лучше это представить, давайте увеличим каждый атом до размера виноградины. И насколько большим должен быть апельсин? Он должен быть размером… ну, на самом деле, размером с Землю. Это безумие!
Означает ли это, что если бы мы заполнили землю виноградом, у нас было бы столько же атомов азота, сколько в апельсине? Это верно! Так насколько же велик атом? Ну, он очень, очень, очень маленький.
И знаете что? Это становится еще более запутанным. Давайте теперь заглянем внутрь каждого атома, а следовательно, и виноградины? Что вы там видите? В центре вы найдете ядро, состоящее из протонов и нейтронов, а снаружи вы видите электроны. Так насколько велико ядро?
Ну, если атомы на Земле похожи на виноград, насколько большим будет ядро? Возможно, вы помните старый рисунок атома из школьных уроков, где вы видели маленькую точку на странице со стрелкой, указывающей на ядро.
Ну, эти рисунки не в масштабе, поэтому они немного неверны.
Так насколько велико ядро?
Если вы открываете виноградину и ищете сердцевину, знаете что? Оно было бы невидим. Он слишком мал, чтобы его увидеть! ХОРОШО. Давайте раздуем атом до размеров дома. Представьте себе шар размером с двухэтажный дом.Давайте найдем ядро в центре атома. Знаете что? Оно было бы едва заметно. Чтобы заставить наш разум осознать размер ядра, нам придется раздуть атом еще больше, до размеров футбольного стадиона. Представьте себе мяч размером с футбольный стадион, и прямо в центре атома вы найдете ядро, и вы сможете его увидеть! И он будет размером с виноградину.
Насколько мал атом?
Вот лишь несколько фактов, которые помогут вам оценить, насколько мал атом:В среднем в человеческом теле содержится 7 * 10^27 (7 октиллионов) 70000000000000000000000000000 атомов!
В песчинке 50 квинтиллионов атомов. Это значит, что каждому человеку на Земле можно дать по 7 миллиардов атомов из той же песчинки!
Атом водорода имеет диаметр 120 пм. Один пикометр в 10^12 раз меньше 1 метра.
Так что да, атом довольно мал.
Вопрос массы
И это еще не все, если мы еще не успели извести вас… Давайте подробнее подумаем об атоме. Он содержит протоны, нейтроны и электроны.
Итак, если атом похож на мяч размером с футбольный стадион, с ядром в центре и электронами снаружи, что находится между ядром и электронами? Удивительно, но ответ – пустое пространство.
Действительно! Пустота! Между ядром и электронами имеются обширные области пустого пространства. Ну, технически существуют некоторые электромагнитные поля. Но с точки зрения вещей, материи, она пуста.
Хорошо, еще кое-что, если это может быть еще более странным. Основная масса атома находится в ядре. Да, определенная масса есть у электронов, но большая ее часть сосредоточена в ядре. Насколько плотно ядро? Что ж, ответ потрясающий. Плотность типичного ядра составляет 2 умножить на 10 в 17-й степени килограмма на кубический метр.
Это трудно себе представить
Ядро атома чрезвычайно мало. Его радиус составляет всего около 1/100 000 от полного радиуса атома. Электроны практически не имеют массы, но протоны и нейтроны имеют большую массу для своего размера. В результате ядро имеет практически всю массу атома.
Учитывая его большую массу и крошечный размер, ядро очень плотное. Если бы объект размером с 10 копеечную монету имел такую же плотность, как ядро атома, его масса была бы больше 30 миллионов тонн!
Плотность
Ядро атома удерживается вместе сильным взаимодействием, которое является сильнейшей из известных фундаментальных сил. Эта сила создается взаимодействием сильного взаимодействия внутри каждого протона и нейтрона, которое связывает ядро вместе.
В своей основе атомное ядро удерживается вместе сильным ядерным взаимодействием. Которое исходит от самих кварков внутри нейтронов и протонов.
Нейтронная звезда по сути является гигантским ядром, в котором электронные орбиты сжались под высоким гравитационным давлением и объединились с ядерными протонами. Образовав сплошной сгусток нейтронов, удерживаемых вместе сильной связующей силой.
Вместо полного гравитационного коллапса материи гравитация нейтронной звезды заставляет электроны сливаться с протонами и образовывать нейтроны. Полученный материал, который на 100% состоит из нейтронов, называется Нейтронием!
Рассмотрите следующие плотности:
Вода – 1,00^3 кг/м^3
Ртуть – 1,36^4 кг/м^3
Ядро – 2,3^17 кг/м^3
Нейтроний – 4^17 кг/м^3
Свежие комментарии