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聪明的你已经发现了 , 这是一道比吃反物质还要炸裂的题目 。 如果硬要把所有东西吃一遍的话 , 那么一勺
吃电子的勇敢的题主 , 也将成为一朵最壮美的烟花 , 恭喜!
子曰:工欲善其事 , 必先利其器
为了题主能吃到纯正的电子 , 我特地借来了如此宝贝:
题主要吃的电子有很强的负电 , 我们就让这个勺子能屏蔽电场磁场 。
正片开始!
【数量篇】
题主是一名优秀的富士康流水线操作员 。
你看 , 勤劳的题主已经在劳作了!
①一小勺是多少?
1毫升 。 10^-6 m3
②一个电子多大?
这个说法实际上相当不常见 。
电子的波动性较强 , 我们通常用“电子云”来描述电子 , 而不去考虑电子的体积 。
甚至有的科学家认为电子没有体积 , 这在历史上曾有过争论 。
1948年 , 理论物理学家根据量子电动力学的理论 , 得出电子是没有体积的结论 。
1964年 , 实验物理学家经过实验得出了相反的结果——量子电动力学是错误的 , 电子有半径、有体积!
图:不同的电子云
图:云的多样性
我们虽然不知道电子直径多大 。 但知道最大不超过多少 。
我们取上述材料电子直径的上限 , 10^-22 m
1989年华盛顿大学的汉斯·德默尔特发现发展离子势阱技术获得当年的诺贝尔奖 , 其通过实验是看能不能把电子放进我们能制造最小的势阱里 。 到现在为止我们还不能做出小到放不进去的势阱 , 但起码这样可以得到电子直径的上限 。 这种实验(Penning Trap)现时结论是电子直径不大于10^-22米(即10^-20cm)
为方便计算 , 我们将电子视为棱长10^-22 m的小立方体 。
③需要多少电子?
我们将小勺子里塞满电子!诚意满满!
10^-6 m3/ (10^-22 m )^3 =
1000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000个
也就是
10^60个
地球上够吗?
还真不够!
这么看来 , 只需要把7.7851亿个地球的电子全部收集起来就可以了诶!
地球质量:5.965*10^24kg
地球的平均密度约为铁的一半;
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
假设每个原子携带十枚电子 。
10^60/10*1.2845*10^50=7.7851*10^8
好了好了 , 都散了吧 。
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