总结原子知道的所有科技知识

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      原子核由质子和中子构成,质子数决定原子的种类,中子数则影响原子质量,质子和中子的数目总和被称为“质量数”,表示该原子的大致质量。因此,即使同样是氢,也有较轻和较重的氢。事实上,所有的元素都拥有这种原子序数相同但中子数目不同的原子,即同位素。第一个发现同位素的科学家是19世纪英国的物理化学家弗雷德里克·索迪。

  在查德威克发现中子两年后的1934年,日本的物理学家汤川秀树预言有一种可以让原子核的组成分子结合在一起而不四散的力——核力。核力像黏胶一样作用于质子与中子、质子与质子、中子与中子之间,尤其是质子与中子之间的强大吸引力,将核子组合成原子核。因此,质量大的原子核分裂时会产生巨大能量;质量小的原子核彼此融合(即聚变)时也会产生庞大能量。但要产生核聚变并非易事,一般需要超高温、高压等条件。核分裂就是使原子弹爆炸的原理,而核聚变的例子就是太阳。

  第三阶段宏观与微观惊人相似

  在量子力学的连接下,微小到千万分之一毫米的原子世界竟然和宏大到百亿光年的天体世界,巧妙地组合在一起,其中最为经典的就是宇宙大爆炸理论。

  目前认为,宇宙大爆炸大约发生在137亿年前,那时的宇宙处在高温、高密度的灼热状态。根据科学家的研究结果推测,电子、质子、中子大约诞生于大爆炸后的十万分之一秒以内。大约经过3分钟后,宇宙的温度下降至约10亿摄氏度,四处飘荡的质子和中子结合,诞生氦、锂等质量较小的原子核。再经过大约38万年后,宇宙温度大约下降至3000℃,四散的原子核和电子结合,原子诞生了。

  恒星聚变能产生的原子质量最大的元素是铁,它是由内部温度50亿摄氏度,并且具有10倍以上太阳质量的恒星聚变生成的。当制造出铁之后,质量更大的元素的核聚变反应就不会再进行,恒星开始急速收缩,最后会发生大爆炸,即超新星爆发。

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