1. 如何才能「捏碎」一個原子只需「快速」拍一下手就可以做到
現有的物理學知識告訴我們,組成我們宏觀世界的最小單位是分子,分子是保持物質化學性質的最小單位。而分子又是由原子構成,所以可以這么說: 整個宏觀世界都是由各種各樣的原子經過排列組合構成的!
但原子並不是最小的結構,它其實還可以繼續往下分解出新的更小的結構。那我們如何才能分裂原子呢?
舉個例子,對一個氫原子而言,原子核用來束縛電子使其不分離的庫侖力只有0.000000082牛頓。與這個較小的數字相比,我們的手指輕輕一捏就能幾十牛頓的力,那這是否意味著我們能輕易地「捏碎」氫原子呢?
或者換個問法,是不是我們用手指隨便對著空氣捏一下,空氣中就有氫原子或者別的原子被我們給捏碎了呢?有人可能會說,空氣中啥都沒有,用手不可能捏碎原子。
我們不糾結這個,我們可以換一個更加現實的場景:當你用刀切水果或者用牙齒咀嚼食物時,在這個過程中,會不會存在至少一個原子被你切開或者咬碎了呢?
再換個場景,當我們拿著手機操作時,這個場景不管是從視覺上還是直覺上,我們都會認為手指和手機發生了接觸。
其實不管是手捏空氣,還是刀切水果,不管是玩手機,還是別的一切我們生活中所有「挨著」的場景,在原子層面上其實都沒有接觸到彼此。
在微觀的原子層面里,所有宏觀世界裡的「接觸」場景其實都沒有發生真正的接觸。無論它們看上去挨得有多緊,其實它們之間都存在著十分微小的原子縫隙。
所以你可以這么理解:坐在椅子上的人其實是懸浮的。因為屁股和椅子的基本組成都是原子,而原子由帶正電的原子核和帶負電的核外電子組成。當兩個原子相互靠近而且不發生化學反應時,它們各自的核外電子就會因為都帶負電而相互排斥,兩個原子就不能接觸。
不僅如此,和磁鐵相互排斥時可以暴力按壓致使磁鐵靠近不同,根據「泡利不相容原理」,我們無法將原子給「壓扁」,無法讓原子之間的距離更近些。
我們可以切開水果,可以嚼碎食物,但是刀並沒有真正碰到水果,牙齒也並沒有真正接觸到食物。這兩個過程的本質都是: 電子之間的排斥力將物體內的原子給擠開了 。
回到主題,那麼這是不是意味著只要我們的手指足夠硬,且不會被擠壓變形,那我們就可以捏碎原子了呢?
想要回答這個問題,我們還需要了解什麼叫「剛體」,完全不會變形的物體在物理學上叫做「剛體」。很明顯,完美的剛體是不存在的,如果剛體真的客觀存在,那麼這意味著剛體內的原子之間存在著無窮大的力用來固定彼此。
這樣的話,粒子之間就會相互吸引坍塌,最後從成一個黑洞,所以很明顯,我們的手指不會變成剛體,我們也無法捏碎原子。
那麼還有別的辦法可以讓我們捏碎一顆原子嗎?我們也許可以從放射性元素上想想辦法。
舉個例子,放射性元素K-40就香蕉里。一般來說,平均每8000個鉀原子里就有一個鉀-40,如果你一下子吃掉600根香蕉,你受到的來自K-40輻射就相當於做一次X光。而一些比較重的放射性元素在衰變的過程中會釋放出中子,假如我們可以將這些不帶電的中子變成轟擊其他原子的子彈,我們就能實現破碎其他原子的目的。
理論上,只要是原子序數大於26,位於Fe之後的元素都能產生核裂變,但是因為這種方法比較危險,因為容易造成輻射泄漏。為此,我們可以選擇一種相對安全的方法。
我們知道,太陽內部發生著劇烈的核聚變,這個反應之所以發生,是因為太陽體內的超高溫和超高壓。這樣的外在條件本質上就是為了提高粒子的運動速度,這樣粒子才會有足夠的能量撞擊彼此。
這意味著,高速可以幫助我們達到「捏碎」原子的目的。所以當你以接近光速的速度將兩只手掌拍在一起,那麼你手上一部分原子的原子核就會在撞擊下聚變成新的元素,並釋放出中子和能量,這個過程中你手掌的質量將會損失一部分。
所以,你學會了嗎?你只需要好好練習,讓自己的手速達到接近光速的地步,你就能徒手捏碎原子啦!
2. 可以把原子的原子核和電子分離開嗎怎麼做
可以,高溫就可以做到。太陽表面的物質就是這樣的,這叫電離。
加熱可以但需要很高的溫度
打雷可以讓空氣電離 說明高電壓也可以
還有一種更簡單一點就是用一定頻率的光照金屬,愛因斯坦解釋的光電效應。
總之就是要電子從外界吸收能量從靠近原子核的低能量軌道,轉向外面的高能量軌道,直到完全脫離