原子内部99%都是空的,从高楼跳下为何会摔扁而不会穿进地面?
一百多年前,人们一度认为原子是不可再分的最小粒子,是非常实在的粒子。但随着科学家对微观世界的深入探索,如今我们知道原子也有自己的内部结构。
原子由原子核和核外电子构成,原子核由中子和质子构成,中子和质子分别由三个夸克构成。夸克和电子是目前已知的基本粒子,它们不可再分。至于电子和夸克是否还有自己的内部结构,目前还不得而知。
原子内部非常空荡,打个比方就能直观地感受到原子内部到底有多空荡了。
如果把原子放到大足球场大小,那么中心的原子核只有一个绿豆那么大,电子就更小了,比灰尘还要小。如果你在足球场上,很难发现原子核和电子的存在。
既然原子内部99%以上的空间都是空的,为何宏观物体看起来如此实在?还有既然绝大部分空间都是空的,如果有人从高楼跳下,应该会直接穿过地面,而不会摔扁,因为由原子组成的地面基本上也全是空的。
但我们都知道,从高楼跳下,是不可能直接穿过地面的,而会重重地摔扁,为什么会这样?
简单讲,原子内所谓的“空”并不是绝对的“什么都没有”。原子内部都包含有电子,带有负电荷,当从高楼跳下的你接触地面的瞬间,组成你的原子与水泥地面的原子接触,会产生巨大的电荷排斥力。
这种排斥力如此强大,甚至能对抗地球对你的引力,所以你不会直接穿过地面。
而这种电荷排斥力,其实就是我们常说的电磁力。电磁力比引力要强大上亿倍,而引力是四种基本作用力中最弱的力。
你可能会感觉到奇怪,我们每天感受到的引力怎么可能如此微小呢?
事实的确如此。大型天体之间才能明显感受到引力的存在,你我之间也有引力,但我们不可能感受到彼此的引力。
电磁力真的比引力大亿倍吗?的确如此。举个例子就明白了,有两块磁铁,一块磁铁放在地面上,你拿着另一块磁铁可以轻松地把地面上的磁铁吸起来,这个过程其实就是电磁力对抗地球引力的过程。一个小小的磁铁产生的电磁力就能对抗整个地球产生的引力,可以想象引力有多微弱了!
还有,你站在地面上可以轻松举起一个10公斤重的孩子,这个过程你也在对抗整个地球对孩子的吸引力。
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