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一个瓶子中装满电子会怎么样?它会有多大能。。。

10月14日 罗刹长投稿
  电子是人类发现的第一个基本粒子,它带有负电荷,电量为1。6021766341019库仑,质量为9。109561031kg,在经典的原子模型中电子围绕着原子核旋转,但量子论发展后电子的行为有些扑朔迷离,而且根据量子论,瓶子根本没法装满电子,而且瓶子也装不住电子,这是为何?
  发现电子
  电子是英国物理学家汤姆逊在1897重复赫兹的实验时发现的,但当时汤姆逊并没有意识到这就是电子,汤姆逊在1899年做光电效应实验与热离子发射实验时才确认,之后汤姆逊根据其发现的电子设想了一个葡萄干补丁的原子模型,当然我们知道这个模型是错的。
  原子模型
  1909年卢瑟福在指导学生做粒子散射时发现了原子核,并且根据粒子散射的角度计算出原子核是一个极小但密度极大的存在,因此卢瑟福修正了汤姆逊的葡萄干补丁模型,祭出了卢瑟福的经典原子模型性,但很可惜也是错的。
  因为原子是中性的,所以原子核必定带正电荷与电子中和,因此绕着正电荷旋转的电子将会瞬间落入原子核,原子崩溃,所以卢瑟福的原子模型不会存在超过一秒。但卢瑟福的学生玻尔认为这个模型是正确的,只是必须引入一个普朗克的量子化概念,电子有自己的轨道。它的能量辐射和吸收都是量子化的,当然大获成功,不过要了解电子的特性的话我们还必须了解下以下几位大神的研究。
  电子的各种特性
  泡利给玻尔原子模型中的电子规定了泡利不相容原理,因为电子之间存在费米子不能处于同一基态的原因,所以它们才会在自己的轨道上在原子中运动(泡利不相容不属于四大作用力,仅仅是电子不能处在同一状态的简并力)
  费米子不相容
  德布罗意发现电子根据电子的能量以及普朗克的EHV公式推导出电子还是个波,电子在前进时的波速高于光速,德布罗意将其称为相波。
  波恩为薛定谔的波动方程中的电子分布机率是一个概率,并不是一个空间分布函数,的平方代表了电子在某个地点出现的“概率”。
  海森堡则发现了不确定性原理,简单的说电子的动量和位置是不可能同时获知的。
  以上就是对电子的理解,也许科学界都没想到,一颗小小的电子居然困扰了科学及几十年的时间,而且奥最后还争得面红耳赤,尽管最后确定下来了电子的波粒二象性,但关于它的一些特性,即使在将近100年后的今天仍然争论不休。
  能将电子装在玻璃瓶里吗?
  其实将电子装进玻璃瓶并不难,每个再真空的瓶子里都会有几个原子,因为地球上的真空设备制造不出绝对真空的空间,所以电子就会随着原子在瓶子里游荡。或者用德国物理学家F。布朗发明的应急射线管,在瓶子外加上磁场,用阴极射线管轰击玻璃瓶即可,假设它不与内壁产生轰击衍射等物理效应,那么电子就会在内部堆积起来。
  阴极射线管
  按粒子性来描述的话,它无法装满瓶子,会留有大量的空隙,有两个效应,一个是库仑斥力,另一个是泡利不相容原理,所以它们之间的空隙会很大。
  按波动性来描述的话,它根本没法装,瓶子怎么能装得住波呢?所以这个问题很有趣,理论上来看,当我们不观测时电子是不确定的,更多的时候表现出的是一个波,比如它能同时通过两条狭缝产生干涉条纹,但它的粒子性又会受到磁场控制偏转。
  还有它的不确定性原理和概率性因素,电子在瓶子里可能呆不住,毕竟没有原子核束缚的电子成了自由电子,不确定性原理和概率论,以及波粒二象性,上帝,你咋会做这种事情呢?
  一瓶电子有多重,有多少电量?
  按一矿泉水瓶来计算?假如密密麻麻的塞满电子的话,能塞进多少千克呢?当然那些啥啥啥量子论的各种效应就不考虑了,比如克服了库仑斥力,也克服了简并力,按经典的粒子一个个装进去来假设计算!
  孔径光栅下的原子世界
  电子的直径:1015m,那么一个瓶子里可以装下:5。2359877559829887307710723054658e46个电子
  电子的质量为:9。109561031kg,那么这些电子有869940918。9吨
  大约是:8。7亿吨
  如果全部中和,那么产生的能量为:152987120352438518392560J
  如果按TNT算的话大约是:36564799319416。47吨
  大约是:36。56万亿吨TNT的能量
  不错吧,这能量相当可观,就是很难弄这么多电子,弄进去了也藏不住哈!
  另外一个小小的瓶子无法束缚住这些电子的库仑斥力和简并力,当外力一旦撤除后,它们会恢复到原来的排斥状态,简单的说会爆炸,产生的威力可能是有史以来地球上最大的爆炸,但却不会炸出什么碎片来,因为电子大家也看不到。
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