聪明的你现已发现了,这是一道比吃反物质还要迸裂的标题。假如硬要把一切东西吃一遍的话,那么一勺电子肯定是一道压轴菜。吃电子的英勇的题主,也将成为一朵最壮美的焰火,祝贺!
d( ̄▽ ̄*)b子曰:工欲善其事,必先利其器为了题主能吃到纯粹的电子,我特别借来了镇站之宝:
题主要吃的电子有很强的负电,咱们就让这个勺子能屏蔽电场磁场。
正片开端!
【数量篇】
题主是一名优异的富土康流水线操作员。
你看,勤劳的题主现已在劳作了!
①一小勺是多少?
1毫升。10^-6 m³
②一个电子多大?
这个说法实际上适当不常见。电子的波动性较强,咱们通常用“电子云”来描绘电子,而不去考虑电子的体积。乃至有的科学家以为电子没有体积,这在历史上曾有过争辩。
1948年,理论物理学家依据量子电动力学的理论,得出电子是没有体积的定论。
1964年,试验物理学家经过试验得出了相反的成果——量子电动力学是过错的,电子有半径、有体积
图:不同的电子云
图:云的多样性
咱们尽管不知道电子直径多大。但知道最大不超越多少。
1989年华盛顿大学的汉斯·德默尔特发现开展离子势阱技能取得当年的诺贝尔奖,其经过试验是看能不能把电子放进咱们能**最小的势阱里。到现在为止咱们还不能做出小到放不进去的势阱,但最少这样能够得到电子直径的上限。这种试验(Penning Trap)现时定论是电子直径不大于10^-22米(即10^-20cm)
咱们取上述资料电子直径的上限,10^-22 m
为便利核算,咱们将电子视为棱长10^-22 m的小立方体。
③需求多少电子?
咱们将小勺子里塞满电子!
诚心满满!10^-6 m³/ (10^-22 m )^3
=1000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000个
也就是
10^60个
卧槽!
这么多!去哪找这么多电子昂?
地球上够吗?
还真不行!
地球质量:5.965*10^24kg
地球的均匀密度约为铁的一半;
1个铁的原子质量: 9.288×10^-26kg
地球的原子个数大约为:
5.965*10^24/9.288×10^-26×2=1.2845*10^50个
假定每个原子带着十枚电子。
10^60/10*1.2845*10^50=7.7851*10^8
这么看来,只需求把7.7851亿个地球的电子悉数搜集起来就能够了诶!
好了好了,都散了吧。
但是!
为了题主能如愿以偿地迟到电子,我把目光转向星斗大海!
邻人欣喜的是。
咱们的世界仍是能供给这么多物质的。
现在已知在世界中质量最大的恒星是大麦哲伦星系的R136a1,具有约315倍太阳质量。
只需求找六颗相似的同等级恒星,把它们的电子悉数找出来就能满意题主的需求啦!
高兴伐!
(别问我怎样把这六颗蓝超巨星拿过来用筷子夹)
【电磁力篇】
持续作业!
在题主增加第二个电子的时分,出现了一些情况
电子彼此排挤,并且难以接近。
为了反抗这个作用力,
将电子靠在一同需求很大的能量。
所以我计划测验用电子加速器把他们按在一同。
我将目光投向了CEPC
CEPC(Circular Electron Positron Collider)是在建的、全世界最大的电子加速器 。
图:CEPC-SPPC是一个长达50–70公里的环形加速器,是我国独立提出的新一代加速器的概念
The first phase will construct a circular electron-positron collider in a
tunnel with a circumference of 50 – 70 km, and detectors installed at two
interaction points. The machine is expected to collide electron and positron beams at the center-of-mass energy of 240 – 250 GeV, with an instantaneous
luminosity of 2×10^34 cm^-2 s^-1.
由此可知,我大天朝的CEPC能发生250GeV的能量,这个能量满足吗?
要将两个电子相互接近在直径以内,则需求……
k*e*e/r= 2.3103*10^-6焦耳
也就是14420GeV,明显不行
这仍是第一个电子呢。。。
每参加一个电子,电势就会变得更低(负高),耗费的电势能就会更大。这样的电子要往小勺子里塞进10^60个!
接下来求塞满10^60个电子所需求的能量!
设第n个电子参加的电势能为En,则
En=k*(n-1)ee/n^1/3*r
考虑到n很大,将n-1项近似为
nEn=k*n^(2/3)ee/
r=2.3103*10^-6* n^(2/3)
我再积个分求总能量
E=(163651249280*x^(5/3))/118059162071741130=
1.3862*10^94焦耳
以上
就是所需能量。
因图片过多,本帖分为两篇进行出现,预知后事怎么,
请看《吃一小勺电子会怎样样?(二)》~~~~~~