原子核比原子小多少,如果把原子比做地球,原子核會有多大?

遺忘的舊時光


直接先例一組數據做個比較吧:

原子核直徑級別:10^-15米

原子直徑級別:0.1nm,即10^-10m

也就是說,原子和原子核的半徑比為:10萬:1。

假如原子是地球,地球半徑是6371000米,則原子核半徑:63.71米,大概是22層樓的高度。



這麼比較下來,原子核相對於原子的體積基本上可以忽略不計。而電子的大小還要小於原子核,所以整個原子看上去都是空蕩蕩的,只有幾個小“球球”填充在裡面。



這點很類似於太陽系的構成,整個太陽系巨大無比,幾個星球在空蕩蕩的太陽系裡面運行,當然,太陽和木星的個頭有點過於大了。所以說太陽系是一個巨大的“原子”,也是正確的。而說銀河系是有原子組成的分子,似乎也說的過去。


科學探秘頻道


原子大體上是空曠的,要是把原子比作地球的大小,已知地球的直徑約1.2萬千米,原子核的直徑大約是原子直徑的萬分之一,那麼類比於地球大小的原子,原子核直徑約1千米。

在19世紀末,科學家已經普遍認同了原子是最小的物質組成單位。但劍橋大學的JJ湯姆孫率先發現了電子,表明原子是由更小的粒子組成的。他的學生盧瑟福通過阿爾法粒子散射實驗證明了,原子的正電荷都聚集在一個體積極小而質量很大的核心上,這就是原子核。

原子的大小在10^-10米,也就是1埃,而原子核尺度大約是原子的萬分之一,在10^-15至10^-14米左右。原子中電子的質量相比下微乎其微,電子分佈在遠離原子核的空曠空間裡。原子中的全部正電荷和99.9%的質量都集中在原子核上,而後續繼續發展的核物理學研究發現,這小小的原子核卻蘊含著巨大的能量。

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量子實驗室


人類對於微觀物質的認識是隨著科學理論、觀測技術的進步循序漸進。

現在我們知道一種物質的基本組成單元是分子,分子能表現出化學性質。在細分就是原子,這個時候已經不是化學領域了,而是進入了物理領域。原子再剖開,裡邊就是原子核和核外電子。而把原子核再次剖開出現的是帶正電的質子和不帶電的中子;而把中子和質子再次分開每個內步都是三個夸克。夸克是人類目前已知的最小微觀粒子了。



一般原子的主要質量集中在原子核上,而核外電子默認為是沒有質量的粒子,我們可以把它叫做輕子。

雖然原子核佔據了大約99.96%的原子質量,但是體積上卻是特別小的。原子核的直徑大約在10^-15m~10^-14m之間,大約只佔原子體積的五千億分之一。那麼你可能會想電子既沒質量也沒體積那麼大空間用的過來嗎?

這個從量子力學的不確定原理出發,電子的位置是不確定的,也可以說它在原子核外的任何位置。

大家對於原子核和原子之間的大小關係可能並沒有直觀的概念,那我們來類比一下

地球的半徑大約是6000公里,如果把地球看成一個原子,那麼原子核將會多大哪?大約是一個棒球場的大小,而電子和夸克僅僅相當於一個棒球的大小。

大家都喜歡把微觀的原子結構和我們的太陽系做對比,在某些方面它們確實是非常相像的。



科學黑洞


原子雖然是組成元素物質的最小單位,但它裡面也是非常空曠的,如果把地球看成一個原子的話,那麼原子核通常也就相當於一個摩天大樓那麼大,電子則大約只有棒球那麼大(通常表現為電子雲狀態)。

物理學家們通過觀測發現原子的大小數量級為10^-10(10的-10次方)米,但原子核大小的數量級則為10^-15(10的-15次方)米,相差5個數量級,不過這個數值也並非固定的,不同的元素的原子會有一定的幅度浮動,其原子核的浮動範圍在10^-14到10^-16米之間,我們都知道我們地球的直徑為12742公里,那麼我們取中間的數值將其減少五個數量級,就成了127.42米,其浮動幅度範圍在1274.2米和12.742米之間。



這也就是說,如果把原子體積形容為一個地球那麼大,那麼原子核的大小頂多只有直徑一公里左右,小的話僅相當於一座五層樓房,而電子的體積大概就在棒球到直徑一米的球體之間。除此之外就是虛無的,由此我們也可以看到,原子的內部空間有多麼的空曠了。


如上都是體積上面的比較,其實質量上面的比較更科學一些,通常在一個原子之中,原子核的質量會佔到99.9%,電子的質量則只有0.1%左右。那麼這樣看起來的話,其實一個原子就好像我們的太陽系一樣。

在太陽系中,太陽的質量佔到了99.86%,其他的可見物質只佔了0.14%,這幾乎就是一個標準的原子質量模型,而我們的地球只有太陽的33萬分之一,這還比不上原子核與電子的質量對比,但考慮到太陽系還有其他七大行星以及一些矮行星等,那麼質量的比例也就近似於原子核與電子的比例了,這樣來看的話,宇宙萬物中的一些現象也有相通之處呀。



科普大世界


原子核比原子小多少,如果把原子比做地球,原子核會有多大?

簡單的說原子內部比例實在是太浪費了,原子核和原子的比例簡直如一個體育場中央的足球,也許這個比例仍然不足以表現原子核的大小,但足以說明原子內部空間是極其浪費的!

經典的原子內部結構模型,這個模型只能表現原子核,卻無法表現原子內部的電子,因為電子的並沒有如此規矩軌道,而是以一片概率雲的模式存在!

比如像這樣才是真正的電子運動模式,你看到電子軌道了嗎?那些想象微觀世界又是一個宇宙的朋友們找找行星是這樣的模式運行的嗎?說了那麼多有的沒有的,那麼原子核的大小是多少呢?

原子差不多是原子核的10^4和10^5倍大小,地球的直徑是12742公里,那麼按圖示的尺寸比例就是127.4M和1.27KM之間,也就一座比較大的體育場大小!那麼這座體育場中間就沒有別的東西了嗎?當然還有!

原子核內部的結構,還有質子和中子,往下還有夸克!

還有上夸克下夸克,之間還有膠子!

儘管看起來原子核在原子中質量佔比的比例與太陽系中太陽的比例類似,但這兩者卻不能混為一談,本就是宏觀世界和微觀世界的區別,很多朋友卻將其無限擴大,比如宇宙是一個巨大的生物,或者說原子內部又是一個世界等等論調都是完全錯誤的!


星辰大海路上的種花家


答:就拿氫原子來說,如果把氫原子放大到地球那麼大,那麼氫原子核直徑也就200米左右,原子核與核外電子之間是非常空曠的。


原子由核外電子和原子核組成,氫原子是最小的原子,它的原子核中只有一隻質子,質子的經典直徑約為1.7*10^-15米,而氫原子直徑約為10^-10米,兩者直徑相差近6萬倍,體積相差100萬億倍。

這是一個令人吃驚的結論,如果把20平米的客廳比作氫原子,那麼氫原子核只相當於一粒PM2.5顆粒,肉眼都看不到;即便如此,相鄰原子間的相互作用還是非常強,要知道電磁力可比萬有引力強10^36倍。


原子核與核外電子之間非常空曠,由於原子核帶電,所以其他原子核很難靠近;但是對於不帶電的中子,就很容易穿過原子核與核外電子之間的空間,這也是核輻射中,中子輻射很難屏蔽的原因。

如果我們繼續剝開原子核,會發現質子又由3個夸克組成,單個夸克的直徑在10^-18米數量級,又比質子直徑小一千倍,所以在原子核內,還有著更空曠的空間。


不與核子參與強相互作用和電磁相互作用的基本粒子,就可以在原子內輕鬆穿過,比如中微子的穿透能力非常強,就是這個原因。

據估計,100億個中微子穿過地球,大約只有幾個能被地球吸收,每秒都有上萬億個來自太陽的中微子穿過我們身體,但是我們一點感覺都沒有。


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艾伯史密斯


原子的內部是極其空曠的,原子核只佔據了原子內部體積的很小一部分,原子大小的數量級為10^-10m,而原子核大小的數量級為10^-14m~10^-15m,也就是說,原子核的直徑僅僅有原子直徑的萬分之一。


原子核位於原子的核心部分,由質子和中子兩種核子組成。原子核外是高速運動的電子,這些電子圍繞中心的原子核運動,原子核的大小主要是由最外層電子層的大小決定的,所以原子的內部空間幾乎都是空的,但是卻會被電子佔據。

原子核集中了原子的大部分質量,超過99.6%的質量都集中在原子核上,但是原子核體積卻不大,原子核的體積僅有原子的一萬億分之一。如果把原子比作地球的話,地球的平均半徑為6371千米,直徑約為1.2萬公里,那麼原子核的直徑僅僅有1.2公里,實在是微不足道。


原子的組成方式和太陽系有著類似之處,在太陽系中,太陽的質量佔到了99.86%,地球的質量僅僅有太陽的33萬分之一,甚至還比不上電子與原子核的質量比。記得初中的課本上是這麼描述的:如果把原子看做是一個標準的棒球場的話,那麼原子核就好比是一隻趴在場中央的螞蟻。可見對比之懸殊。

原子核的密度也是很大的,其密度為10^17Kg/m³,也就是說一立方米的體積可以裝得下質量為一百萬億噸的原子核,這也就是為什麼中子星的密度如此之大的原因了。


鏡像宇宙



知對知錯學物理


大部分人都知道原子由原子核與核外電子構成,而且原子核的質量佔了整個原子的大多數,但具體原子核在原子中有多大,和整個原子比較又如何這確實不容易想象!

原子模型的發展過程

其實問這樣的問題並沒有什麼顯的沒文化這一說,因為回頭看看物理學史許多科學家在這個問題上也是“摸不著頭腦”。


關於原子內部到底是什麼樣的情況,科學家曾提出了多個模型,最早的道爾頓模型認為原子就是一個實心球!連原子核的概念都沒有,就不用討論這個問題了。


緊接著湯姆孫模型出現電子也終被發現,這種模型認為原子是球形膠凍狀。而且電子與原子核的分佈實在看不懂、、、。而在盧瑟福模型出現後才有了在原子中心,有一個帶正電的、體積很小的,幾乎集中了全部原子質量的原子核的概念。


隨後他的學生進一步將其完善形成了現在我們中學物理所學的波爾模型!


現代理論又進一步對原子模型進行優化,提出了—電子雲模型!

原子核與整個原子相比

接下來我們的討論就建立在電子雲模型的基礎上!據現代研究表明原子核的體積極小!直徑只有10^-15m~10^-14m,只佔原子體積的幾千億分之一!但是它的質量卻不容忽視,它佔了99.96%以上原子的質量,可以說是個頭雖小但有乾貨呀!


並且原子核的密度也極大,10^17kg/m3相當於一立方米可以裝下一百萬億噸的原子核!!!其實也能想象畢竟是強相互作用將其“壓”到一塊的!


說了這些數據你會發現它與太陽在太陽系的情況十分相似,太陽也佔太陽系總體質量的99.86%。所以如果真的要按比例放大縮小的話,原子核在原子的情況就相當於太陽在太陽系的情況!相當於整個大體育館中的一顆彈珠!(可能還要小)


你還有哪些形象的比喻,評論留言讓大家看見你的想法!!


科學認識論



平常我們所說的原子是由原子核和電子組成的,電子圍繞著原子核運動。

原子核是原子體積的幾千億分之一,直徑約為1E-14米到1E-15米,原子直徑約為1E-10米,原子核直徑是原子直徑的萬分之一到十萬分之一,原子核到電子的距離是原子核直徑的五千倍到一萬倍以上。


假如我們把原子放大到地球那麼大的話,那麼原子核也就相當於一個十幾平方的屋子那麼大。在原子核的空間裡面,濃縮了原子99.96%以上的原子質量,圍繞著原子核運動的電子質量小到幾乎可以忽略。

我大家都知道所有的物質都是經由原子所構成,但是我們大家每天所觸摸到的物體卻不是原子,而是原子核與電子層的斥力。


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