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  • 1 # 漫步科學

    物體的形狀主要和其自身的受力效果有關。分子和原子並非都是圓形,而天體雖然大部分都是圓形,但是對於小型天體,就形態各異了,不過天體都有形成圓形的趨勢。

    圓形的天體

    天體的形成離不開萬有引力,引力場的分佈具有各向同性,假設有一個產生引力場的質點,我們以相同的距離不同的位置測量其引力大小,會發現這個距離上的引力都是相同的。同樣,我們分析牛頓的萬有引力公式F=(Gm1m2)/r^2,公式中只有一維的“r”與空間狀態有關,也就是說在確定兩個物體質量的情況下,引力的大小之和它們的距離有關,按照這種對應關係,三維狀態下只有天體是球形時,其表面的任意位置才會和“球心”的距離相等,也就是說,只有為球形時其表面各處的引力才相同。

    聯絡到現實生活中,物體都有從高處墜落的趨勢,這也可以看做是天體趨向於球形的一種表現,而且天體的引力越強,這種表現約明顯,中子星的引力是非常強大的,中子星的半徑約為數千米而其表面起伏程度不超過兩釐米。

    並非所有的天體都是圓形,在宏觀上整個天體的形狀由引力其主導作用,但是在細節上引力的效果就難以發揮了,比如前段時間光臨太陽系的“奧陌陌”,它是一個圓柱狀的天體,再比如,地球的表面充滿高山河流,還能說地球是完整的圓形嗎?但它們都有變成球形的趨勢。

    微觀粒子

    在微觀世界,引力已經無法起到主導作用,主要有“強力、弱力、電磁力”產生作用,由於受力複雜,所以微觀形狀可能並非球形,比如原子由電磁力結合成分子,如果把原子看做球形,那麼分子還能是球形嗎?因為原子中含有更強的強力,所以由電磁力主導的分子結構不可能把原子融合成一個球形,分子的形狀因為原子的排列位置不同而不同,比如二氧化碳分子是直線形、甲烷是正四面體形、氟化硼是平面三角形。

    到原子尺度,我們依然無法認為原子是球形的,因為原子由更基本的質子和中子構成,如果質子和中子是球形的,那麼原子還會是球形嗎?而這還只是原子核,在原子核外圍還有不斷出現的電子,電子以一定的機率出現在原子核周圍的空間,這種分佈規律稱為電子雲,因為機率不同,電子雲的形狀也是不一樣的,可能為球形也可能是其他形狀,比如紡錘形、花瓣形等,所以原子也並非都是球形。

    結語

    在天體方面,因為引力其主導作用,天體都有變成球形的趨勢,而微觀世界的受力效果就比較複雜了,而且由於量子效應的影響,不管是分子還是原子,其形狀都變的較為複雜了。

  • 2 # 宇宙譜

    你這問題看似簡單實質很複雜,要講清楚就得修正現代主流認可的宇宙大爆炸模型,一是對物質的定性認知,古往今來都認為物質體具有永恆不變的最基本最小尺寸質量體,質量守恆動能守恆,也就是說物質體無論怎麼樣變其質不變。二是對物質體具有最小尺寸的能量子結構認可。實質上物質體的質量可以由有變成沒有,如電子有質量,當電子煙滅後其質量不在存在,有人說電子有靜止質量,有誰發現電子是靜止的,又說光子有動質量,有誰能透過實驗檢測光量子有動質量,一粒電子煙滅產生光量孑,全方位的在宇宙中轉移傳遞,這種動態何時能靜止?何時變成零?動永恆進行,動過則無,能量得失對任何物質體,的本體都不守恆,假設物質體存在絕對守恆,那麼就會最終靜止。

    分子原子天體都不會成為絕對的圓型,如果成為絕對園型,此物體對體外環境就會成為相對靜止體,自然界能找到嗎?自然界一切物質體都是非園自旋體組合動態,其產生原因由動態體的自旋收縮,迫使對立收縮態靠近耦合,成為互為旋轉體,在對立衝擊慣性下始終達不到絕對園型,分子原子皆由電子組合構成,電子由正反能量動態耦合創生,對立耦合成為互為旋轉體是化解對立衝擊的最好方式。星系由於自旋產生動態半徑內落,在星系大環境下星系與星系之間成為互為負壓體,人類稱謂的暗能量就是這種因收縮產生的動態體外負壓運動,星系之間與電子耦合原理相同成為互為繞轉體。

    耦合自旋是自然界萬物的創生方式,正反能量態耦合創生出基礎粒子電子,電子的自旋動態差又組合成不同元素同位素原子分子,由原子分子再組合成為恆星行星塵埃星系等宏觀天體,自然界由能量態耦合創生出粒子態,粒子態的非平衡自旋體又組合成各種型態的天體,天體的自旋又迫使粒子產生煙滅成為能量動態,這就是自然演化規律,耦合創生壯大為型,自旋縮小失態為能。園是化解因對立運動被迫耦合的唯一存在產式。(本文原創,個人研究結論供參考)

  • 3 # 東北老胡1954

    應該說宇宙之中除了星雲、彗星等不是圓形外,還有天體之間撞擊之後產生的小行星不是圓的外,其它所有天體都基本都是圓的,包括分子原子。

    原因是重力,重力是引力造成的。天體的體積越大引力就越大,引力越大,重力也就越大。引力在中心,重力把所有物質向著中心拉近,物質也就儘可能的靠近中心,慢慢的就形成了球體。因為分子和原子都基本是形成物質的最小單元,它們的內部結構和大的天體相同,所以吸引力大的物質基本都是圓的。

    星雲和彗星,它們是形成球體天體的原形,或者說是形成天體的基本物質,經過相當長的時間後,它們同樣都要經歷這個過程。其實彗星在遠離引力中心時,也是圓的。

    小行星由於小,引力不是很大,再加上撞擊時間不是很長,就不足以形成球體。當它們被大的天體吸引,再撞擊其上,天長日久也會成為大的天體的一份子。

  • 4 # 鍾銘聊科學

    “小到分子原子,大到宇宙星球為什麼都是圓的?”這個問題本身就存在問題。星體確實存在很多球體的(如果非要槓一下,這些星體也不都是嚴格的球體),不過也不都是球形的。而原子,分子可都不是球體的。

    星體

    我們先從星體說起,實際上星體有很多都不是球體,我們舉個最近的例子,那就是奧陌陌。看起來有點像一根棍的橢球形。可能就是因為長得不像球體,所以很多人還以為它是外星人的戰艦呢。實際上,並不是這樣,很多隕石和小行星都不是球形,到底會不會成為一個球形其實和自身引力有關。

    說完不是球體,再來說類球的,像太陽系中的太陽和各大行星其實看起來就很接近球體了。那究竟是為什麼?如果用通俗的話來說,這其實是因為“”,對的,你沒有看出,宇宙萬物都很懶,所以你也沒有必要為了自己的“懶”找藉口,這壓根就是天生的,無論是微觀還是宏觀。

    像地球、太陽這類天體,引力足夠大,還帶自傳的,一般來說最省力的形狀叫做:馬克勞林橢球。

    為啥會叫這麼奇怪的名字呢?這是因為天體為啥長成這樣其實是一個古老的話題了,自打牛頓開始就有一堆人投身進去,但是藉以失敗告終,最早一個給出一個像樣說法的人就叫做:馬克勞林。

    如果我們把地球的資料代入到馬克勞林給出的公式來計算,就可以得出地球自轉27.5小時一天,出現這樣的誤差在於地球是個岩石星球的緣故。

    所以,實際上無論是理論還是觀測,地球其實都不是一個球,而是一個橢球。赤道稍稍寬點,兩極短一點,有點矮胖的橢圓。其他星體其實也是類似的。

    不過,按照目前的研究來看,如果天體的自轉足夠快,其實是有可能變成一個還的。因為根據目前的理論分析,轉的越快,環要比橢球還要穩定得多。不過,目前還沒有觀測到類似的,只停留在理論上。

    因此,我們可以得出這樣的結論,實際上由於要保持能量最低的狀態,一般來說,如果引力足夠大,那就會成為一個馬克勞林橢球。如果引力不夠大,其實成為其他形狀也是有可能的。但並不存在正園的狀態,這是因為正圓其實並不穩定。

    微觀世界

    至於分子,原子,電子等是不是球形,實際上可能是被上學時老師的教具忽悠了。

    這個確實只是為了教學方便才這樣的。我們可以先從原子的角度出發,最早的湯姆遜確實以為原子模型是有點像球形的,這也被稱為棗糕模型,原子核上面鑲嵌著電子。

    後來,盧瑟福透過α粒子散射實驗發現,事實並不是這樣的,並且提出了一個模型。其中原子核小小的,大部分質量都在原子核上。如果原子有操場那麼大,那麼原子核最多一隻螞蟻那麼大。但是盧瑟福的模型有個問題,那就是按照麥克斯韋理論,這些電子會最終跌落到原子核上,成為湯姆孫提出棗糕模型的樣子。

    後來,波爾透過巴爾末的光譜,提出了原子的行星模型,他認為存在電子軌道,電子只能從一個能級躍遷到另一個能量,吸收或者放出正好是這個能級的能量。這就有點像太陽系的感覺,其實也不是球形。

    但其實波爾的模型也沒撐太久,原子序數大的原子根本沒辦法用這套理論。後來,海森堡就搞出了不確定性原理,他認為電子出現是隨機的,是個機率事件。所以,還是小小的一個原子核,而電子呢?就在周圍瞬移。具體瞬移到哪,其實是個機率事件。而且我們不可能通知知道電子的動量和位置,觀測本身就會影響到電子。

    所以,在這種情況下,其實原子也並非是個球形,而且這還只是氫原子的情況,隨著原子序數的上升,其實電子雲的形狀還會發生改變。

    我們還可以來瞧瞧電子的情況,那電子到底是不是球形的呢?答案是,我們根本不知道。目前來說,電子到底長多大,我們還不能完全搞清楚,甚至電子是不是存在形狀都是一個問題。有的科學家認為它就是一個幾何點,也有的科學家傾向於相信它是個球形,如果按照目前的理論來看,電子可能是一個直徑為10^-38釐米的球體。但是這個遠遠超出我們的觀測範圍,因此,還沒辦法確定。

    所以,我們來總結一下,分子和原子並非是球形的,而電子目前的理論認為它是一個半徑上限是10^-38釐米的球體,但還沒有任何可支援的觀測證據存在。

    所以,綜合天體和微觀的情況,其實大多都不是球體,而目前最有戲的可能是電子。

  • 5 # 理性科普者

    生活處處有物理。我們來觀察生活中某些現象。植物葉子上的露珠、玻璃板上的水滴、太空中的水滴都是球形的,這是為什麼呢?

    我們知道分子之間有分子間的作用力。當物體被壓縮時,斥力阻礙物體的壓縮,當物體被拉伸時,吸引力阻礙物體的拉伸。因為物體總是要保持原來的狀態和性質。

    仔細觀察二滴水,當它們靠得比較近時,會自動融合成一滴水,說明二滴水之間有吸引力,這個吸引力是許多水分子之間作用力的合力。水滴為了維持其球體形狀,一方面,要產生指向球心的引力,另一方面,要產生水滴之間的引力(萬有引力),當這二個力平衡時,水分子在半徑方向上受的力是平衡的。有這二個力還不能維持水滴呈球形。與空氣接觸面處,還由於水分子之間的引力產生了表面張力,表面張力的方向是水滴球面上任意一點的切線方向。張力也是物體成球形的原因。液體分子表面張力的大小與分子間的作用力大小有關。眾所周知,水銀滴也是球形的,水銀面是凸面的。

    再觀察一個生活中的現象,雞蛋為什麼呈近似圓形的,除了減小產蛋時阻力、容易翻動以外,還有一個重要原因,能夠使雞蛋在各個點上受力均勻。手捏雞蛋不易碎的方法就是五指併攏和手掌同時用力,此時,雞蛋在球面上各點受力基本上是均勻的。

    問題的本身。分子由原子構成,有的分子是多原子分子,有的分子是單原子分子。原子是由原子核和核外電子組成的,原子核內的核力把質子和中子緊緊地“團結”在一起,同時,還對電子產生力的作用。同一軌道上的電子受到的核作用力大小相同,這個力與電子之間作用力的合力平衡。正常情況下是穩定的,只有吸收一定的能量,對應軌道上的電子才會逃逸。

    再說地球(其他星體),沿著地球半徑方向的萬有引力(重力)和其它星球對地球的引力為平衡力,因為地球是圓形的,所以地球表面各個點受力是平衡和均勻的,其切線方向的力是地球自轉和產生引力波(時空彎曲)的原因。

    總之,不論是分子、原子、星球,它們呈圓球形,不僅是受力平衡的需要、也是受力均勻的需要,更是維持物體形狀和性質的需要。觀點僅供參考。

  • 6 # 環球科幻

    當我們環顧太陽系以及更遠的地方時,我們發現物體大多是球形的—體積越大,你得到的球形就越多。

    行星是圓的,當空間中的物質在自身的引力作用下聚集形成一個更大的物體時,行星體就形成了。當這個天體的質量達到足夠高的點時,它的重力就會變得足夠強,足以克服構成它的物質的結構,並開始變形(如果行星在其歷史早期經歷了熔融階段,這將有很大幫助)。因為它的引力場。當一顆行星變得足夠大時,內部的熱量就會接管,而這個行星的行為就像一種流體。然後,重力將所有材料拉向質心(或核心)。由於球體表面上的所有點與質量中心的距離相等,行星最終都會形成球形。對於主要的行星來說,其中一個要求就是它足夠大,使它的重力能夠把它拉入一個球體。儘管如此,即使是對於小的小行星,這些天體也是“圓形”的(儘管它們通常是橢圓形的)。

    不過值得注意的是,由於行星是旋轉的,它們不是完美的球體,有些行星實際上在赤道處會有部分凸出。

    由於有些天體體積很小,比如我們在最近的太空圖片中看到的20公里的小行星,由於引力太弱,無法克服小行星天體的機械強度。因此,這些物體不形成球體。它們保持著不規則、支離破碎的形狀。

    上面這些是宏觀宇宙,涉及到分子原子就要屬於微觀宇宙了,分子原子不僅受到重力的影響,受力情況更為複雜,還會受到比如電磁力、範德華力等等,所以原子、分子不一定都是球體。

  • 7 # 星球上的科學

    球體是宇宙中最普遍的存在。體積最大,表面積最小。據《懸浮場》理論認為,小到分子原子,大到宇宙星球,都能與電磁波發生相互作用,電磁波可以對這些物體產生懸浮力,是以球形狀態對準物體中心,聚集到一起時就成為球形的。

    分子是由原子“搭”出來的,所以分子不是近球體,是個不規則圖形。

    分子有各種各樣的構成方式,很少有球體的。例如,水分子就不是,它是V型的。原子是球形的是在自然條件下,在電磁場中就不是球形了。 自然條件下也只是絕大部分時候為球形,原子周圍的電子在運動,呈現各種各樣的形狀,但均衡的分佈就是球形的。

    而原子的大小不一樣,原子的組成分為原子核以及核外電子。電子的邊界範圍大小就決定著原子的大小。事實上,電子會以某一機率出現在原子核外圍的某一空間中,這種機率分佈被稱為電子雲,所以原子的形狀與電子雲形狀有關,但是原子一般的形狀有紡錘形,球形和啞鈴形,總體來說也是近球形。

    在宇宙中除了質量非常小的小行星不是圓形的,其他星體都是圓形或橢圓形的,那麼為什麼他們會形成圓形呢?

    這就要說到萬有引力的作用了,在宇宙誕生的時候宇宙中到處都是塵埃或者碎片,引力是他們相互吸引慢慢形成了星球,隨著物質聚集越多,他們的質量不斷增大,引力也越大,在星體內部自身引力的作用下,會漸漸的揉捏成球體,引力使物體收縮,所以只有圓形才能平衡物體中心的引力,這就是為什麼所有星球會是圓形的了。

  • 8 # 小杰80164096

    宇宙是圓中有方又方中有圓。

    宇宙能量場是神聖幾何形狀的。

    圓是陽。

    方是陰。

    孤陽不生。

    獨陰不長。

    一陰一陽之謂道。

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