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你可能想不到!腳下的石頭,內(nèi)部正上演比高鐵快兩萬(wàn)倍的極速競(jìng)賽

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蹲在路邊等公交的間隙,腳邊常能撞見(jiàn)塊灰撲撲的石頭。指尖碰上去涼絲絲的,風(fēng)刮過(guò)沒(méi)讓它滾半分,螞蟻爬上去也都沒(méi)攪亂它的安穩(wěn)。如果能把視線無(wú)限縮小,縮到比頭發(fā)絲細(xì)百萬(wàn)倍、能鉆進(jìn)原子縫隙的程度,你大概率會(huì)吃驚,這石頭里的每一顆原子,核外電子都在瘋狂穿梭,速率快到能讓高鐵都望塵莫及。




單說(shuō)最簡(jiǎn)單的氫原子,它核外那一顆電子,每秒能奔出220萬(wàn)公里。這速度,算筆賬就清楚它有多夸張,咱們常坐的高鐵,最快每秒也就100多米,電子的速率是高鐵的兩萬(wàn)多倍,若讓它繞400米的操場(chǎng)跑,一秒鐘就能轉(zhuǎn)5500圈,眼睛剛眨一下,它都跑完幾十圈了。不只是氫原子,石頭里的氧原子、硅原子,手機(jī)殼里的金屬原子,它們的電子都在這個(gè)量級(jí)上奔忙。這穿梭不是瞎晃,正是電子始終沒(méi)停下腳步,原子才能穩(wěn)住結(jié)構(gòu),石頭才沒(méi)散成一堆零散的粒子。
但眼睛沒(méi)捕捉到,不代表真的沒(méi)動(dòng)靜。咱們的眼睛有局限。原子的個(gè)頭極小,只有0.1納米左右,也就是十億分之一米,這個(gè)尺寸遠(yuǎn)超出肉眼能分辨的極限,咱們看到的物體,其實(shí)是上億個(gè)原子湊在一起的集體呈現(xiàn),單個(gè)電子跑得再快,整體看下來(lái)也沒(méi)挪過(guò)窩,好比是一群人在原地蹦跳,從遠(yuǎn)處望,整群人還是待在原地沒(méi)動(dòng)。




原子內(nèi)部還有無(wú)形的拉力拴著電子。原子核的電磁力像根看不見(jiàn)的繩子,把電子拽在身邊,電子再怎么飛馳也離不開固定范圍。這些力在物體內(nèi)部互相制衡,讓粒子們只能在自己的小地盤附近活動(dòng),不會(huì)成群結(jié)隊(duì)往一個(gè)方向跑,自然就不會(huì)有宏觀上的移動(dòng)。參照系的選擇也很關(guān)鍵,咱們平時(shí)判斷東西動(dòng)不動(dòng),都以地面、墻壁為標(biāo)準(zhǔn),可要是站在繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道上看,眼前的桌子、手里的手機(jī),都在跟著地球以每秒30公里的速度飛行,連石頭里的電子,都在跟著地球一起在宇宙里穿行。
運(yùn)動(dòng)和靜止,從來(lái)都不是絕對(duì)的。你坐在沙發(fā)上刷手機(jī)時(shí),總覺(jué)得自己沒(méi)動(dòng),可地球在繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn),太陽(yáng)又在繞銀河系中心移動(dòng),整個(gè)太陽(yáng)系每秒能跑220公里,這么算下來(lái),咱們每天都在穿越近1.9億公里的宇宙空間。只是這些運(yùn)動(dòng)太有規(guī)律,又沒(méi)有明顯的參照物,咱們才絲毫沒(méi)察覺(jué)而已。




這些高速運(yùn)動(dòng),早就在悄悄影響咱們的生活了。用手機(jī)導(dǎo)航找奶茶店時(shí),你或許沒(méi)想起天上的GPS衛(wèi)星,那些在太空里運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星,每秒約3公里的速率,按相對(duì)論的說(shuō)法,速度越快時(shí)間流逝越慢,衛(wèi)星上的原子鐘每天會(huì)比地面慢7微秒,再加上地球引力的影響,又會(huì)快45微秒。一慢一快疊加,不做校正的話,GPS定位每天的偏差可能達(dá)到10公里,你想找街角的小店,說(shuō)不定會(huì)被導(dǎo)到另一個(gè)區(qū)。原來(lái)那些聽(tīng)起來(lái)遙不可及的相對(duì)論和高速運(yùn)動(dòng),早就在咱們每天用的導(dǎo)航里了。
平時(shí)留意身邊事物時(shí),你有沒(méi)有過(guò)類似表面安靜內(nèi)里忙的發(fā)現(xiàn)?是花盆里的綠蘿(其實(shí)細(xì)胞在悄悄分裂),還是書架上的舊書(紙張里的分子在慢慢活動(dòng))?評(píng)論區(qū)說(shuō)說(shuō)你的觀察。

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