每一个原子都有相同数量的质子和电子,所以正负电荷相互抵消
原子的结构有点类似于太阳与其行星的关系——体积极小的电子绕着由质子和中子组成的巨大原子核转动。
每一个原子都有相同数量的质子和电子,所以正负电荷相互抵消。质子的体积几乎是电子的2000多倍。
中子没有电荷,质量比质子的质量稍微大些。中子与质子结合,形成原子核,质量达到整个原子的99.9%。
中子通过强力相互吸引,也帮助质子结合起来,否则质子会相互排斥。所以,每个含有一个以上质子的原子,在其核内,都会有一些中子将其聚合在一起。
还有一个令人吃惊的事实:像太阳系一样,原子内部绝大部分都是空的空间。比如在氢原子内部,如果其质子像篮球那么大,它周围的空间就堪比地球。而电子的大小,则只相当于樱桃核。
电子绕着质子旋转,就相当于一颗樱桃核在地球大气层的边缘(距离地球表面约100千米)绕地球旋转一样。剩下的则是空空如也的空间。
微小的电子,绕着原子核不断运动,成为"电子云"。电子的轨道称为"电子层"。最里面的层级仅能容纳两个电子。
接下来的两层,每一层则能容纳8个电子。有时候,最外一层不足8个电子,这种原子就可能形成分子。
它们的运动符合量子运动规律——电子会从一个相对稳定的轨道跃迁到另外一个轨道,但不大可能处于两个轨道之间。
从这一点上讲,将原子与太阳和8大行星进行类比就不那么恰当。如果原子内部大部分都是空的,那么为何它们组成的物体是坚固的呢?这是因为力、键合力以及场,让万物各安其位,让物体显得坚固。光,正如上文提到的那样,是不带电荷的。
质子、中子和电子结合形成原子之后,光子就不会与它们的电荷纠缠在一起了。光子形成了巨大的光束,在空间自由移动。上面已经提到,两位射电天文学家探测到了那道光束。
阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊发现了科学家称作"宇宙背景辐射"(CBR)的东西,有时也称作"宇宙微波背景"(CMB)。
这一背景就是那道光冷却下来的残留物,它们充斥宇宙,来自第一粒原子诞生、光(光子)能够自由移动的那一刻。我们怎么可能看到那么久之前存在的东西呢?原因就是,某事物距离我们越远,其辐射抵达我们所需的时间就越长。
如今所见乃长久之前的样子。举个例子来说,如果我们看到距离地球3000光年的一颗恒星爆炸了,那么,爆炸是发生在3000年前,因为爆炸时发出的光需要用3000年的时间才到达地球。(光年是光传播一年的距离。
一光年相当于9.5万亿千米,即6万亿英里。这个距离到底有多长呢?想象一下我们的太阳系,它比太阳系直径的500倍还要多,不过这没有把太阳系边缘的大型奥尔特云算在内。)
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