书城科普读物节能:从小事做起
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第106章 原子的发现

原子,是构成物质的一种微粒。

原子虽小,可不是实心的。

原子,无论是战舰钢制甲板上的铁原子,或者是金刚石的碳原子,大部分都是空空洞洞的空间。

原子非常小,是看不见的,一亿个原子排成一行也不到3厘米长。

有人打了这样一个比方,如果人和原子一般大小,一个大头针的针头上就能坐满美国全体人口,而且还剩有余地,还可坐上几百万人。

那么,原子内部是个什么样子?

在我们的脑海里可以形成这样一幅关于原子的图像,这看起来就有些像太阳系的图形一样。在太阳系中心,巨大的太阳高悬于空旷的空间。在太阳周围,像我们的地球、火星以及土星等行星沿着椭圆形轨道,一个在另一个内侧绕着太阳转动。

在一个原子的中心,悬挂在空旷空间中的是原子核。其他微小的电子围绕着原子核沿着椭圆形轨道转动。

那么,原子核有多大呢?

原子核非常小,甚至于我们很难想像它究竟有多么小。原子本身就很小,一滴水中就有6×1021个原子,如果我们有这样多个草莓,就足以能在整个地球上铺一层厚达23米的草莓果。

实际上,原子核只占原子空间的10-12那么点空间。

如果原子核的大小与一个草莓一样大,你把它放在一个大型足球场的中心,即摆放在中线上,原子外围“行星”,就会沿着轨道在观众们的头顶上,甚至在观众后面转动而过。

虽然原子核在原子中只占一万亿分之一的空间,可是它几乎具有原子的所有质量。

因此,就其大小来说,其重量就显得出奇的重。一枚草莓大的原子核其重量大约为7500万吨。如果把它摆在足球场中央,球场地面是承受不住的,它会一直往下沉压,朝地心沉下去。

原子核是由质子和中子构成。一个质子带一个单位的正电荷,中子不带电,中性。一个电子带一个单位的负电荷。正电荷、负电荷电性相反,数量相等。

这样,原子的“太阳”具有正电荷。外围的电子即“行星”则带负电荷。就整个原子来说,本身是没有电性的,因为原子核中的质子数正好和外围的电子数是一样的多,因而电荷平衡。

举个例子来说,钠原子核中有11个质子和12个中子,11个电子沿轨道绕原子核运转。

电子运行的速度使得它们总是不断地试图往外飞走,飞离原子核。用一根绳子拴住一重物并以高速转动它。你就会感觉到重物试图摆脱你处于圆心的手,而向外飞走。你不得不轻轻地拖住它才能使它沿着轨道运行。原子核质子电荷的吸引力使得电子保持轨道运行,正如太阳产生的吸力使地球不致脱离其运行轨道一样。

如果带同样电荷的两个物体会相互排斥的话,那么原子核中的那些质子为什么没有彼此向四面八方飞离开呢?这就涉及到一个较难的问题了,这正是产生原子能的原因。