星空如此浩瀚,上仙帶你去看。
巨集觀世界有宇宙天體,微觀世界有原子中子,我們所能看到的萬事萬物其實都是由原子構成的,本期,上仙帶大家探討一下原子內部的情況。
說到原子,想必各位都不會陌生,它是構成一般物質的最小單位,又被稱為元素,在科學界的記載中存在118種元素,也就是118類原子。
而小小的原子,其執行規律又和宇宙天體的執行規律大同小異,或許還存在著某些不為人知的密切聯絡。
原子包含有一個緻密的原子核及若干圍繞在原子核周圍帶負電的電子。
電子圍繞原子核的執行與衛星圍繞行星的執行頗為相似,不過行星與衛星之間的作用力為天體引力,而原子核與電子之間的作用力卻是電磁力。
原子核帶正電,電子帶負電,它們之間互相吸引的電磁力將電子牢牢地束縛在原子內的空間裡,於是電子就只有圍繞著原子核運行了。
根據能量守恆定律,在同一個系統內,一種能量的升高,必然會伴隨著另一種能量的降低。
所以,當一個系統擁有的總能量越低的時候,這個系統內部物質之間的能量轉換差也就會越低,那麼這個系統將更趨於穩定,這被稱作能量最低原理。
原子也可以看作是一個微型系統,所以原子內部的電子執行也必然遵從能量最低原理,電子圍繞原子核運動的時也會自發尋找能量最低的軌道,顯而易見,這個軌道不會出現在原子核的內部。
這就像月球的執行軌道永遠不會跑到地球裡面去一樣,那麼原子內的電子真的無法逃逸出去或者是陷入原子核內嗎?
不然,電子之所以不能從原子內逃逸出去,只不過是它自身擁有的能量還不夠而已,如果電子獲得了足夠多的能量,那麼它完全可以擺脫原子核的束縛,甚至衝出原子。
當然,電子在輸入了足夠能量的情況下,也可以陷入原子核的內部,與核內質子相結合形成中子,與此同時,還會釋放出一粒中微子。
此種現象被科學家稱作電子俘獲,而且只有在足夠的額外能量輸入的情況下,電子俘獲現象才會發生。
電子俘獲是β衰變的一種,是指原子核從核外電子殼層中俘獲一個電子的過程。
結果使核內一個質子變成中子,核的電荷數將因之減少1,同時放出一箇中微子。
在電子俘獲轉變中,輻射並不是直接從核中發射的,而是由於電子殼層內部變化引起的。
電子俘獲技術現在可以應用在光儲存技術、製成毒劑報警器和高靈敏度檢測器等領域。