直观的说如果一个原子相当一个地球,那么原子核有多大?

直观的说如果一个原子相当一个地球,那么原子核有多大?

这种问题是网络上常有的问题,问这个问题的人实际上是直观的了解一下原子核与原子的比例到底是个什么样子,我们就来讨论一下。

原子与原子核大小相差很多,有点像我们太阳系,太阳在中间只占那么一小点空间,却有半径一光年的巨大引力场(奥尔特云为边际),而太阳却占有整个太阳系质量的99.86%,所以常常有人把原子与太阳系运行打比,认为这个世界从微观到宏观都是一样的。

其实微观世界的运行与天体宏观运行规律并不一样,所适用的作用力也不一样。

宏观天体适用万有引力,在太阳系,所有的天体都在太阳引力作用下,围绕着太阳公转;而现代量子力学认为,电子围绕着原子核运行并不是经典物理学描述的那样,在不同层级高速旋转,而是以电子云的形式,概率的出现在环绕着原子核的静电位势阱中,具有波粒二象性,质子与电子相互吸引主要适用电磁相互作用力。

直观的说如果一个原子相当一个地球,那么原子核有多大?

但原子核与原子本身所占有的空间比例差距也是很大的,原子大小直径约在10^-10米,原子核的直径为10^-15~10^14米,也就是相差1万到10万倍。而太阳系直径与太阳直径之比却相差1300多万倍。

因此,从大小比例上来说,原子与原子核之比与太阳系还是差了两到三个数量级的。这样原子核相当原子体积的万亿到千万亿分之一,而太阳体积却远远达不倒这个比例。但原子核占据了整个原子质量的99.9%以上,从这一点来看,原子倒也有些太阳系的风范。

关于原子与原子核的比例,已经有过很多讨论。什么黄豆大小、花生米大小五花八门,无非是一道简单的数学题。现在这个把原子比作地球,原子核有多大呢?这个比例一算就出来了。

直观的说如果一个原子相当一个地球,那么原子核有多大?

原子核直径约为原子的1万~10万分之一,那么我们取一个中间值,5万分之一吧。我们地球直径为12756公里,如果这个原子有地球这么大,那么原子核就相当于一个约255米直径的球,也就是一个体育场大小的球吧。根据原子或原子核大小差异,这个球直径也许在128米到1276米之间。

这样说一下各位对原子与原子核比例的理解是更直观了,还是更糊涂了?大家觉得有意思吗?

就是这样,欢迎大家讨论。


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