讀《物質(zhì)的秘密:藏在微觀粒子里的神奇世界》

這本書是法國物理學家埃蒂安?克萊恩寫的一本科譜讀物,作者從原子排截,放射性嫌蚤,自然力辐益,基本粒子四個角度來解釋物質(zhì)及對其本質(zhì)的認知。其中解釋較好的或者說對我認知有幫助的是放射性與自然力搬葬。

一荷腊、關于放射性:

放射性就是原子核的衰變。大部分原子核是不穩(wěn)定的急凰,包含了過多的能量女仰,而一個系統(tǒng)總是要趨向穩(wěn)定的,所以要擺脫過剩的能量抡锈。

概括地說疾忍,在一個原子核中,如果質(zhì)子和中子的核力和電荷間的作用力(庫侖力)相互抵消床三,那么這個原子核就是穩(wěn)定的一罩;在其他情況下,質(zhì)子和中子的數(shù)量不足以使吸引力和排斥力之間達到一種平衡撇簿,那么這個原子核就是帶有放射性的:它最終會發(fā)生衰變聂渊。

比如碳14(放射性周期是5730年),它被大家熟知是因為人們利用它來推定人類歷史和文明各主要階段的時間四瘫。在原始高空大氣中的高能質(zhì)子與氮原子(空氣的組成部分)碰撞汉嗽,不斷地產(chǎn)生出碳14,它存在于所有活物之中找蜜,無論是植物還是動物(碳的價外電子是4饼暑,在生命環(huán)境常見氣體中最高,能化合的物最多)洗做。而當一個生物死亡時弓叛,與外界環(huán)境的一切交流都會停止,所以不會再有新的碳14進入這個死亡的生物體中诚纸,于是碳14的原子數(shù)量便會以放射性衰變的節(jié)奏逐漸減少撰筷。通過比較這些殘留物中碳14的當前含量與其最初的含量,人們可以確定它的年齡畦徘。

放射性至少有三種形式:α毕籽、β、γ:

α射線:帶有正電的旧烧,很容易被物質(zhì)阻隔影钉;

β射線画髓,帶負電掘剪,穿透性更強,容易受由磁鐵產(chǎn)生的磁場影響而出現(xiàn)偏移奈虾;

γ射線:不帶電夺谁,穿透性特別強且不會因為磁場而發(fā)生偏移(即不帶電)廉赔。

二、關于宇宙四大基本力(自然力)及一點疑問

宇宙四大基本力按力量弱強排列是指引力匾鸥、弱力蜡塌、電磁力、強力勿负。


引力非常小馏艾,但它作用范圍廣,有疊加性奴愉,所以質(zhì)量越大的物體其引力就越大琅摩,特別適用于星體;承載引力的粒子是“引力子”锭硼,沒有質(zhì)量房资。

弱力這一塊還不是太懂,包括太陽發(fā)光為什么是弱力引起的檀头?太陽發(fā)光不是核聚變嗎轰异?核聚變?yōu)槭裁词侨趿Γ?/p>

百度了兩段,還不是太懂暑始,先放這里搭独,再學習、思考蒋荚、整理戳稽。

弱力。自然界里所有的原子都是趨向于電中性的期升,當原子內(nèi)的電子比質(zhì)子少的時候惊奇,通常情況下原子核內(nèi)的結(jié)構(gòu)就會出現(xiàn)變化,其具體表現(xiàn)為原子核內(nèi)的少部分質(zhì)子會轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶硬チ蓿⑼瑫r釋放出電子和中微子颂郎。簡單的講就是原子給自己減少了質(zhì)子,并同時增加了電子容为,從面達到原子的電中性乓序,由于釋放出的電子是帶負電的,所以這個過程我們稱之為“負β衰變”坎背。

以上過程是可逆的替劈,當電子比質(zhì)子多的時候,原子核內(nèi)的質(zhì)子就會轉(zhuǎn)變成中子得滤,并釋放出正電子和中微子陨献,相應的這個過程被稱之為“正β衰變”。需要注意的是懂更,正電子是反粒子眨业,它會與原子核外的電子發(fā)生湮滅急膀,其結(jié)果就是產(chǎn)生出一對γ光子,這就是太陽發(fā)光的原理龄捡。


主要是因為如果是4個氫原子的話那是要經(jīng)過一連串的級聯(lián)反應之后才能達到生成氦的目的卓嫂。

游擊隊隊歌不是說了嗎?沒有槍聘殖,沒有炮晨雳,敵人給我們造!

質(zhì)子的核反應奸腺,先可以經(jīng)由某些質(zhì)子合起來——通常我們可以把它叫做一個態(tài)(狀態(tài))悍募,或者通俗點說是一些豐質(zhì)子同位素,然后它們經(jīng)由β+衰變可生成中子洋机,中子和質(zhì)子一起又經(jīng)過復雜的核反應坠宴,……成了氦。

太陽里邊這種反應很多绷旗,輕原子核發(fā)生復雜的級聯(lián)反應喜鼓,各種核素的量有一定的平衡關系,形成典型的C-N-O-C的循環(huán):(C-12)+p→(N-13)+γ衔肢,(N-13)→(C-13)+正電子e庄岖,(C-13)+p→(N-14)+γ,(N-14)+p→(O-15)+γ角骤,(O-15)→(N-15)+正電子e隅忿,(N-15)+p→(C-12)+α〖其中:p是質(zhì)子,α是(He-4)原子核邦尊,γ是光量子背桐。〗

循環(huán)中C-12的作用是協(xié)助將環(huán)境中的質(zhì)子消耗掉蝉揍,把它們轉(zhuǎn)變成中子和正電子链峭,使He含量增加的同時,循環(huán)中某些核素也會反應得到更重的元素:這是當He燃燒開始減弱時又沾,引力坍縮又開始了弊仪,只要星體質(zhì)量足夠大,就可以達到足夠高的溫度〖約(10^9)K〗杖刷,使C-12和O-16燃燒——2(C-12)→(Ne-20)+α或(Na-23)+p励饵,2(O-16)→(Si-28)+α或(P-31)+P。

電磁力是電力和磁力的總稱滑燃,實際上是一體兩面役听、相互轉(zhuǎn)化。日常生活中的表現(xiàn)如:摩擦力、支撐力禾嫉、彈力……等等。

強力是指核聚力蚊丐。自然界元素中除了氫原子外熙参,都有兩個以上的質(zhì)子,它們同性是怎么相聚一起的麦备?就是靠的強力孽椰。它是一個超短力,距離稍大凛篙,就沒作用了黍匾。承載它的粒子是“膠子”。

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