原子核比原子小多少,如果把原子比做地球,原子核会有多大?

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户如乐9318
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对于原子而言,原子核之外还有电子,原子核要比原子小得多。不同的元素,包含了不同的质子、中子和电子,所以它们的大小也是不一样的。另外,原子的半径依据不同的定义,比如玻尔半径、范德华半径,也有不同的大小。下面以氢原子为例做个简单说明。

氢原子的玻尔半径约为5.3 10^-11米,即0.053纳米。氢原子核(即质子)的半径约为8.8 10^-16米,即0.88飞米。对比可知,氢原子的玻尔半径大约是原子核半径的6万倍。

假如氢原子大如半径约为6400公里的地球,那么,原子核的半径也只有107米,这个长度相当于35层楼的高度。如果在远处用肉眼看地球,比如在400公里外的太空中,根本就看不到放大后的原子核。要知道,即便是海拔超过8.8公里的珠穆朗玛峰在太空中看起来也只是地球上的一块小疙瘩。

虽然原子核相比原子的尺度要小得多,但由于质子和中子的质量高达电子质量的1800多倍,所以原子的质量几乎全都集中在原子核上。以氢为例,氢原子核的质量占到了氢原子总质量的99.95%。

大部分人都知道原子由原子核与核外电子构成,而且原子核的质量占了整个原子的大多数,但具体原子核在原子中有多大,和整个原子比较又如何这确实不容易想象!
原子模型的发展过程
其实问这样的问题并没有什么显的没文化这一说,因为回头看看物理学史许多科学家在这个问题上也是“摸不着头脑”。

关于原子内部到底是什么样的情况,科学家曾提出了多个模型,最早的道尔顿模型认为原子就是一个 实心球 !连 原子核的概念都没有 ,就不用讨论这个问题了。

紧接着汤姆孙模型出现电子也终被发现,这种模型认为原子是 球形胶冻状 。而且电子与原子核的分布实在看不懂、、、。而在卢瑟福模型出现后才有了 在原子中心,有一个带正电的、体积很小的,几乎集中了全部原子质量的原子核的概念。

随后他的学生进一步将其完善形成了现在我们中学物理所学的 波尔模型 !

现代理论又进一步对原子模型进行优化,提出了— 电子云模型!
原子核与整个原子相比
接下来我们的讨论就建立在 电子云模型的基础上! 据现代研究表明原子核的体积极小!直径只有 10^-15m~10^-14m, 只占原子体积的 几千亿分之一! 但是它的质量却不容忽视,它占了 99.96%以上原子的质量 ,可以说是 个头虽小但有干货呀!

并且原子核的密度也极大, 10^17kg/m3相当于一立方米可以装下一百万亿吨的原子核!!! 其实也能想象毕竟是强相互作用将其“压”到一块的!

说了这些数据你会发现它与太阳在太阳系的情况十分相似,太阳也占太阳系总体质量的 99.86%。 所以如果真的要按比例放大缩小的话,原子核在原子的情况就相当于 太阳在太阳系的情况!相当于整个大 体育 馆中的一颗弹珠!(可能还要小)

原子虽然是组成元素物质的最小单位,但它里面也是非常空旷的,如果把地球看成一个原子的话,那么原子核通常也就相当于一个摩天大楼那么大,电子则大约只有棒球那么大(通常表现为电子云状态)。

物理学家们通过观测发现原子的大小数量级为10^-10(10的-10次方)米,但原子核大小的数量级则为10^-15(10的-15次方)米,相差5个数量级,不过这个数值也并非固定的,不同的元素的原子会有一定的幅度浮动,其原子核的浮动范围在10^-14到10^-16米之间,我们都知道我们地球的直径为12742公里,那么我们取中间的数值将其减少五个数量级,就成了127.42米,其浮动幅度范围在1274.2米和12.742米之间。

这也就是说,如果把原子体积形容为一个地球那么大,那么原子核的大小顶多只有直径一公里左右,小的话仅相当于一座五层楼房,而电子的体积大概就在棒球到直径一米的球体之间。除此之外就是虚无的,由此我们也可以看到,原子的内部空间有多么的空旷了。

如上都是体积上面的比较,其实质量上面的比较更科学一些,通常在一个原子之中,原子核的质量会占到99.9%,电子的质量则只有0.1%左右。那么这样看起来的话,其实一个原子就好像我们的太阳系一样。

在太阳系中,太阳的质量占到了99.86%,其他的可见物质只占了0.14%,这几乎就是一个标准的原子质量模型,而我们的地球只有太阳的33万分之一,这还比不上原子核与电子的质量对比,但考虑到太阳系还有其他七大行星以及一些矮行星等,那么质量的比例也就近似于原子核与电子的比例了,这样来看的话,宇宙万物中的一些现象也有相通之处呀。
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