原子,是構成物質的一種微粒。
原子雖小,可不是實心的。
原子,無論是戰艦鋼製甲板上的鐵原子,或者是金剛石的碳原子,大部分都是空空洞洞的空間。
原子非常小,是看不見的,一億個原子排成一行也不到3厘米長。
有人打了這樣一個比方,如果人和原子一般大小,一個大頭針的針頭上就能坐滿美國全體人口,而且還剩有餘地,還可坐上幾百萬人。
那麼,原子內部是個什麼樣子?
在我們的腦海裏可以形成這樣一幅關於原子的圖像,這看起來就有些像太陽係的圖形一樣。在太陽係中心,巨大的太陽高懸於空曠的空間。在太陽周圍,像我們的地球、火星以及土星等行星沿著橢圓形軌道,一個在另一個內側繞著太陽轉動。
在一個原子的中心,懸掛在空曠空間中的是原子核。其他微小的電子圍繞著原子核沿著橢圓形軌道轉動。
那麼,原子核有多大呢?
原子核非常小,甚至於我們很難想像它究竟有多麼小。原子本身就很小,一滴水中就有6×1021個原子,如果我們有這樣多個草莓,就足以能在整個地球上鋪一層厚達23米的草莓果。
實際上,原子核隻占原子空間的10-12那麼點空間。
如果原子核的大小與一個草莓一樣大,你把它放在一個大型足球場的中心,即擺放在中線上,原子外圍“行星”,就會沿著軌道在觀眾們的頭頂上,甚至在觀眾後麵轉動而過。
雖然原子核在原子中隻占一萬億分之一的空間,可是它幾乎具有原子的所有質量。
因此,就其大小來說,其重量就顯得出奇的重。一枚草莓大的原子核其重量大約為7500萬噸。如果把它擺在足球場中央,球場地麵是承受不住的,它會一直往下沉壓,朝地心沉下去。
原子核是由質子和中子構成。一個質子帶一個單位的正電荷,中子不帶電,中性。一個電子帶一個單位的負電荷。正電荷、負電荷電性相反,數量相等。
這樣,原子的“太陽”具有正電荷。外圍的電子即“行星”則帶負電荷。就整個原子來說,本身是沒有電性的,因為原子核中的質子數正好和外圍的電子數是一樣的多,因而電荷平衡。
舉個例子來說,鈉原子核中有11個質子和12個中子,11個電子沿軌道繞原子核運轉。
電子運行的速度使得它們總是不斷地試圖往外飛走,飛離原子核。用一根繩子拴住一重物並以高速轉動它。你就會感覺到重物試圖擺脫你處於圓心的手,而向外飛走。你不得不輕輕地拖住它才能使它沿著軌道運行。原子核質子電荷的吸引力使得電子保持軌道運行,正如太陽產生的吸力使地球不致脫離其運行軌道一樣。
如果帶同樣電荷的兩個物體會相互排斥的話,那麼原子核中的那些質子為什麼沒有彼此向四麵八方飛離開呢?這就涉及到一個較難的問題了,這正是產生原子能的原因。