攸斌
諸子百家,是指中國先秦時期的管予、老子、孔子、莊子、墨子、孟子和荀子等人,他們各自創立了一派學說。
現在的微觀物理學領域也是諸予云集,像粒子、分子、原子、質子等。這些微觀物理學的諸子,都是肉眼看不見的微小粒子。這個子,那個子,它們都代表什么,有什么作用?哪個大哪個???哪個輕哪個重?哪個是先發現的,哪個是后發現的?
下面我來幫大家逐個分析,弄清諸予之間的關系。
粒子
諸子中最霸道的當屬粒子。它像個大口袋,不管什么“子”都往里裝。
其實,它不是具體指某種物質,而是這些微小物質的統稱。粒子是能夠以自由狀態存在的、最小物質組成部分。只叫粒子還不夠勁,又弄出個“基本粒子”。原來,剛發現分子時,分子就被稱為基本粒子,等發現更小的原子,原子又成了基本粒子,接下來是電子接班。所以說,所謂基本粒子是變化的、比較而言的。
分子
分子是諸子中的大哥大,它的定義如下:分子是保持物質化學性質的最小粒子。
舉例說明,一杯水是由無數個水分子組成的。如果把單個水分子再分開,它的物理性質上就變了,就不是水了,而是變成一個氧原子和兩個氫原子。
分子是由原子按照一定鍵合順序和空間排列而結合在一起的整體。分子的物理性質不僅取決于組成原子的種類和數目,還取決于分子的結構。這就像搭積木,同樣數量的積木立著搭就搭成一座高樓,橫著放就搭成一座橋。
1811年,意大利人阿伏伽德羅提出分子說。
原子
古希臘時期,哲人開始思考宇宙是由什么構成的。
腦洞大開的古希臘哲學家想到把一塊大石頭敲成小塊,再把最小的小塊敲碎,如此不斷地敲下去,最后,無法再繼續敲的就是“原子”。其實這是哲學意義上的“原子”,我們現在所說的物理學的原子,是指化學反應中不可再分的微小粒子。
質子
它是原子的大兒子,住在原子核中。原子家的事由質子做主,原子核中質子數目決定其化學性質和它屬于何種化學元素。
1918年,英國物理學家盧瑟福被公認為質子的發現者。
中子
中子是組成原子核、構成化學元素不可缺少的成分。雖然原子的化學性質由核內質子數目確定,但是如果沒有中子,由于帶正電荷質子間的排斥力,就不可能構成原子。所以中子自豪地說,別瞧不起我,除了只有一個質子的氫原子之外,沒有我,你們都成不了原子。
電子
電子是電量的最小單元。它個頭小,質量輕,也很淘氣。平時,它都由原子核管制著,如果看不住,它就會脫離束縛,定向運動而形成電流。
離子
原子或原子團得到或失去電子后形成的帶電微粒被稱作離子。原子得到核外電子時,它帶有負電,叫陰離子;失去電子時,它帶有正電,叫陽離子。
量子
量子是微觀物理學諸子中的明星。
一個物理量如果存在最小的、不可分割的基本單位,則這個物理量是量子化的,那個最小單位就是量子。
1900年,物理學家普朗克提出,“能量子”是能量的最小單位,原子吸收或發射能量是一份一份地進行的,也就是說不是連續的。
1905年,愛因斯坦把量子概念引進光的傳播過程,他提出“光量子”的概念,并提出光同時具有波動和粒子的性質,被稱為光的“波粒二象性”。光量子簡稱光子,是傳遞電磁相互作用的基本粒子。
從普朗克提出量子這一概念以來,經愛因斯坦、玻爾、德布羅意、海森伯、薛定諤、狄拉克和玻恩等人的完善。初步建立起了量子力學理論,開創了微觀物理學的新紀元。科學家通過研究和實驗提出一些新的假設,但是,一些神秘現象還沒有得到合理解釋,例如,量子糾纏、量子隧穿、量子自旋和量子躍遷等神奇現象。
雖然如此,目前,大多數科學家已經把量子力學作為理解和描述自然的基本理論。量子力學是一把打開宇宙奧秘大門的金鑰匙,是一座五光十色等待我們去挖掘的寶庫。
最后我們做一個小小的總結。
微觀物理諸子論體積從大到小排隊是分子、原子、質子、中子、電子。粒子是隊長,不在隊伍之內。
論出生時間從先到后是原子、分子、電子、量子、質子、中子。
諸子之間的物理關系是,由原子組成分子;由質子、中子、電子組成原子:當原子的電子數與質子數不等時,原子會帶電,帶電的原子叫離子。當原子得到核外電子時,它帶有負電,叫陰離子:原子失去電子時,它帶有正電,叫陽離子。
量子跟原子、電子根本不能比較大小,因為量子與其他微觀粒子完全不是一個范疇的概念。量子力學是研究和解釋微觀粒子運動規律的學說。