原子内绝大部分空间都是空的?有绝对实心的物质吗?

人类一直到了原子时代早期都还认为原子是一个不可分割的实心小球,这就是著名的原子枣糕模型,但这一切在卢瑟福和他的学生用α粒子(氦4原子核)轰击仅有几个原子厚度的金箔时发现,绝大多数α粒子穿透金箔而去,只有极少的α粒子被弹开,这个出乎意料的结果不得不让卢瑟福陷入沉思,当然最终他认为原子并非像道尔顿所描述的实心小球,也不是汤姆逊的原子模型,而是卢瑟福的原子模型!

其实卢瑟福原子模型已经非常接近现代原子模型了,除了电子还有明确的轨道以外,其它都没有毛病,尽管我们认为原子内部空或者不空跟原子是轨道运行还是以电子云模式运行并没有差别,但事实上两者差异就大了去了!

现代原子模型中的核外电子是电子云概率形式存在的,当然电子的能级跃迁并不影响它的运行,只会影响它在那个区域出现的概率!但问题依然存在!

一、原子内部除了原子核以外真的是空的吗?

从宏观上来理解并没有毛病,但我们要理解一个信息,电子与电子之间存在同电荷相斥的特性,另外还有简并力的存在,使得原子内部看起来很空,但却一点都不空的原因!这从液体与固体很难被压缩这一点上可以得到最明显的证明,水的压缩率大约是每增加一个大气压水的密度将增加百万分之46,这是一个极小的数字,因此在绝大部分状态下我们将固体和液体的可压缩率是忽略不计的!

因为压缩首先就会触碰到外围电子之间的斥力,再往下就是泡利不相容原理下的电子简并力,所以尽管原子内部空空如何,但却充满各种普通力量难于抗拒的力!您认为原子内部还是空的吗?

二、有绝对实心的物质吗?

当然空的就是空,即使是简并力或者斥力支撑也没有用,因为总有一个状态,电子简并态产生支撑力无法对抗引力,跟强作用力不一样,引力可以无限叠加,因此在四种基本作用力中,唯有引力是一直不变而且可以无限累加,能将电子简并态压到极致的就是白矮星的标准,一般0.8个太阳质量以上即可!但此时电子与原子核之间还是存在相当的距离,但当质量超过钱德拉塞卡极限时电子简并态支撑再也无法抵挡引力的得尺进尺,此时电子将被压入原子核中和成中子,绝对实心的物质就此产生,假如您觉得夸克不是那么重要的话!从理论上来看,中子星的门槛就是原子核的密度,因为此时原子核与原子核之间已经无法区分,只有中和后的中子!

也许绝对实心的物质还真不好找,因为中子简并态和夸克支撑的中子依然可以被压塌,最终成为黑洞,但各位是否要认为黑洞是实心的吗?这可能已经超出了科学问题的范畴,也许得从哲学角度来考虑这个问题!

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