为什么核子数多到一定程度的原子,原子核就极不稳定?

原子结构其实原子核的问题,我们就应该从原子核的角度来思考,要了解原子核,我们就得先来了解一下原子的结构,因为原子核和一般人所想象的还不太一样。在上初高中时,我们最常见到的原子结构一般是下面这样:这个模型其实是有问题的,那问题到底在哪呢?首先,电子并没有特定的轨道,而是呈现概率云的形式。我们只知道,某个时刻,电子出现在某个位置的概率是多少,而无法具体知道它在哪。

其次,原子核的大小也是有问题的。科学家卢瑟福曾经利用α粒子轰击金箔,然后就发现大多数的α粒子都直接穿过去,只有极其少的α粒子的轨迹发生偏折。通过这个实验,以及后来的科学家一系列的对撞实验,我们知道原子99.999%以上的空间是空心的。原子核其实非常非常小,如果把原子比喻成足球场那么大,而原子核可能只有一只蚂蚁那么大。

所以,问题就来了,为什么原子核会这么小呢?四大作用上世纪,科学家就发现宇宙中存在着四种基本作用力,它们分别是电磁力、引力、强力和弱力。同时,他们还发现了100多种粒子。所以,他们一直在思考如何将这些东西整合起来,变成一个大一统的理论。不过,这和我们这次要讲的关系不大,我们这里就不赘述了。我们就来说说,强力和弱力,他们也被称为强核力和弱核力。

这里的“核”指的就是原子核。要了解强力和弱力的作用,我们就得进一步来了解原子核内部的构造。原子核内有质子和中子,但是质子和中子并不是基本粒子,它们还可以再分,再分下去就是夸克。而强核力和弱核力实际上都是在原子核内的作用,首先,我们来说强核力。强核力分两种,一种是由胶子传递的强相互作用,它是用来将夸克束缚在质子或者中子中的一种作用力。

还有一种是介子传递的强相互作用,是把质子和中子束缚在原子核内的核力。而弱相互作用是通过W玻色子和Z玻色子传递的力,它和衰变有关。衰变是指放射性元素的原子核内射出粒子,转而转变为另外一种元素的过程,比如,镭放出α粒子后,就会变成氡。其实不仅仅强相互作用和弱相互作用,电磁相互作用也被统一到了这个粒子物理学标准模型当中,其中传递电磁力的是光子。

除此之外,还有粒子的质量来源,也就是希格斯玻色子。物理学家正是通过这套理论,建立起了粒子物理标准模型,给上百个粒子找到了归宿,同时也解释了除引力之外的三种作用的机制。至于引力的本质,目前主流的科学理论是爱因斯坦的广义相对论。通过上文的讲述,我们就可以简单粗暴地来理解原子核的结构,说白了,三个夸克被胶子绑在一起构成中子或者质子,而质子和中子被绑在一起构成原子核。

但是我们要知道的是,强相互作用力实际上是四大作用当中强度最大的,但同时它的作用范围很窄。这个范围大概就是10^-15米左右,正是因为强核力的作用范围很小,因此,原子核才会那么小。但这么小的范围意味着,原子核内的原子核的质子数和中子数不可以无限多。当太多时,就有可能会发生核裂变的趋势。如果太少时,就有核聚变的趋势。

那多少是正合适的呢?铁原子核实际上,最稳定的原子核是铁原子核。我们也说铁原子核的比结合能最高。原子序数大于铁元素的原子核就会裂变的趋势,比如:原子弹的原理其实就是高顺位的元素核裂变。原子序数小于铁元素的原子核就有聚变的趋势,比如:氢弹和太阳内核的燃烧就是氢核聚变。而你要让铁原子核甚至是原子序数更高的元素原子核发生核聚变反应,那就需要输入大量的能量,而同时释放出的能量极其小,说白了,这就是一笔赔本的买卖。

2006年就发现了118号元素,为什么好像到尽头了?

问题:2006年就发现了118号元素,为什么到尽头了?十余年了,119号和120号还没有新进展,有没有可能被发现?先说结论:没有尽头,只是发现和制造新元素越来越难。先说说元素周期表118号元素怎么来的。目前世界上公认的元素周期表中有元素为118个。排在最后的118号元素符号为Og。这是美俄科学家利用回旋加速器合成得到的人造元素,原子序数为118,原子量为294,是一种稀有气体,命名为oganesson,缩写为Og,中文读音为ào,中文名为“奥”字上面加一个“气”头,现在拼打还找不到这个字,有的资料把它称为“气奥”。

这种Og元素只能存在万分之一秒,就会衰变成116号元素,接着又继续衰变为114号元素,随后又衰变成112号元素,一直到最后一分为二,变成两个差不多大小的原子。118号元素由美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室和俄罗斯的科学家联合合成,他们将高速钙-40离子加速,轰击人造元素锎-249得到的。钙的原子序数为20,锎的原子序数为98,轰击融合成序数118,从而得到一个全新的原子,这就是原子核包含118个质子和179个中子的118号元素Og。

118号元素只获得过3个原子,其中一个于2003年撞击试验中获得,另外两个在2005年的实验中获得。2016年6月8日,国际纯粹与应用化学联合会(英文简称IUPAC)宣布,决定将合成化学元素Og提名为118号化学新元素。至此,世界上确认的元素有118个,其中有92个为自然界中发现,有26个为人工合成。

人工合成的元素主要采取做加法的方式,就是将两个质量相对较小的原子核,通过高速撞击聚变成更重的元素。人造元素并非在自然界不存在,而是由于这些元素原子衰变太快,或者自然界太稀有,难以在自然界得到而已。元素序数和新元素发现制造方法。人类早就掌握了元素存在的规律了,就是不同的元素主要是原子核中的质子数不同,由此化学先驱门捷列夫将原子核中质子数定为元素序号,这样,从原子核只有1个质子的氢为序号1,到原子核中有118个质子的Og为序号118,就有了118种元素。

门捷列夫根据元素的金属或非金属性质,分为七主族、七副族、Ⅷ族、0族,又根据电子层数不同分为七个周期。人们还掌握了创造新元素的规律,就是采取做加法的方法,将两个序数较小的元素,主要采用巨大能量加速原始核,通过高速轰击,让它们融合在一起,就会得到一个序号更高的元素。而制造新物质最厉害魔法器就是大型强子对撞机,因此科学界一直在追求建造更大的加速器对撞机,这是其中很重要的目标之一。

过去人们在自然界发现了42号元素钼和44号元素钌,根据元素周期表,就预测这其中应该有43序号的元素。1937年,美国加州大学伯克利分校物理学家欧内斯特·劳伦斯采用回旋加速器,加速含有一个质子的氘原子核轰击含有42个质子的元素钼,由此得到了具有43个质子的锝,这样43号元素就诞生了。用类似这种方法,人们得到61号元素钜、98号元素锎,以后从95号元素镅、96号锔、97号锫,99号锿,就一直挨着人造出118号Og,使元素周期表上的元素一共有了118号,其中有26个元素为人工制造。

现在的元素周期表是序号连接的,中间再也没有了缺失。那么比118号元素更重的元素还有吗?科学家们一直认为118号元素以上还有更高序数的元素存在,只是序数越高的元素就越不稳定,越难发现和制造了。这些年世界的科学家们一直在孜孜不倦的寻找和制造新的元素,有的已经取得了很大进展,只不过到现在还没有得到世界权威组织确认,因此没有编入元素周期表,成为新的元素而已。

现在科学家们正在孜孜不懈努力发现和制造的元素就有119、120、121、122号等元素,但由于这些元素制造非常困难,常常是看到曙光,却没有看到日出,总是功亏一篑。因此这些元素还只是假设的元素,但名字已经定好了,119号元素符号为Uue,中文称为“类钫”;120号元素符号为Ubn,还没有中文名;121号元素符号为Ubu;122号元素符号为Ubb。

但迄今这些元素还只有一个影子。如119号元素,美国、德国、俄罗斯、日本等科学家团队多次尝试合成,都没有成功。但俄罗斯科学家宣布,他们找到了元素周期表上的第119号元素。他们描述,这种元素属于碱金属系,原质量为319,可能为橙红色固态金属,性质极其活泼,遇水瞬间爆炸,爆发放射性物质。但119号元素迄今没得到证实,它真的存在吗?国际权威机构迄今并没有证实119号元素的存在,因此发现还在进行中。

其实新的元素不但制造更为困难,而且检测也越来越难。比如118号元素只存在万分之一秒,就需要非常精密的仪器才能够把这一瞬记录下来,从而证明这种元素的存在。119号呢?会不会是亿分之一秒的存在呢?不过现在科学家们已经研制出了每秒拍摄10万亿帧的飞秒技术,我想这将对未来的发现大有帮助。一些专业人士认为,119号元素将是一种很特别的元素,在元素周期表里,118号元素已经排在第七周期(7排)末尾,似乎已经是一个完满结局,如果再发现119号,将是一种全新周期的元素,元素周期表中将出现第八行,而119号元素是第八周期的第一位,这样后面还会一直排下去吗?由此产生了元素周期永无穷尽的猜想,到底元素周期是永无止境的排下去,还是有一个开端和结局的闭环呢?现在还无法知晓。

红砖被禁,农村流行起“泡沫砖”建房,真的能代替传统建材吗?

泡沫砖,也叫加气面包砖,是目前推广使用的新型轻质建长材料,能不能代替传统建材,这首先取决于农村建房方式能否进行变革,能否告别传统的砖石结构。传统上的农村建房,多数是砖石结构,有的是一砖到顶,有的是垒有砖剁和腰线,其他地方是石头。这种形式的上建筑,不管采用红砖还是黑砖,每一砖每一石都是承重墙,因为这种结构没有承重的支柱,四面墙体均匀受力。

如果采用这种结构建房,是无法采用泡沫砖的,因为面包砖是非承重墙用砖。采用泡沫砖做墙体的砖,只能是框架结构,即混凝土浇铸起框架,建起承重的支柱,再用泡沫砖堵窟窿砌墙体。这是泡沫砖和传统红砖的基本区别。泡沫砖的制成,是利用泡沫小颗粒与水泥搅拌凝结而成,主要是由水泥、矿渣粉、河砂为生产原材料,拌和以后经压力空气发泡,经蒸压反应等工序制作而成,具有着轻质、保温、隔音、防火的优质性能,是一种十分环保、节能、材质稳定的新型墙体材料。

其优点是质地较轻,重量只有混泥土砖头的六分之一左右;可以满足墙体隔热、隔音的要求;表面比较多孔,弹性模量相对较低,对震动冲击载荷有良好的吸收分散作用,而作为轻型材质又能够有效减建筑物的抗震荷载;同时,泡沫砖墙体稳定性好,不开裂、使用寿命长,也拥有比其他墙体材料更出色的吸水率。但是,泡沫砖本身重量相对较轻,密度较低,因此不合适用于承重墙建设,在上面钉钉子也比较容易松动。

而我们传统的红砖是烧结而成,重量大,耐压性强,在传统的建筑结构中被广泛采用。但致命缺点是用黄土烧成,严重浪费资源,危害环境,所以现在被禁止生产。相对泡沫砖而言,红砖价格偏高,抗震性能差,同时因为体型小,砌墙相对困难。所以过去农村建栋房子需要很多的人工,也需要高技术的瓦匠。现在农村建房,已经多数采用了更加省时省力省钱并且稳定性强、抗震能力高的框架结构,这时候,传统红砖优势尽失,泡沫砖在非承重墙建设中完全可以取代传统红砖。

印度的武器堪称万国造,连子弹都生产不了,为啥却能造出原子弹?

被逼的!被逼的!被逼的!重要的事情说三遍!印度造原子弹的心路历程充分得告诉我们一个真理:唯有坚持自力更生,才能发展出强大的国防工业,指望着造不如买的思维,最后只能人为刀俎,我为鱼肉!不过在讨论印度为什么能造原子弹之前,我们先挑个刺,印度是不是真的造不了子弹?事实的真相到底如何呢?普通的子弹并不是什么高大上的东西,无非就是底火、发射药、弹壳、弹头这几样东西,难度稍微高点的就是金属冶炼和弹头壳冲压技术,但是印度并不缺铜,所以也不用和我们一样下大力气研制钢壳弹,因此难度系数又低了不少,解决这些没有什么大问题,就算解决突不了,直接买生产线就完了。

现在连塔利班这样的游击队都能利用简单的机械小作坊式的生产子弹,三哥好歹也是南亚霸主,坐拥三百多万土地和十几亿人口,生产子弹这种事情其实还是ok的。(印度子弹生产线)事实上印度在上世纪五六十年代就从苏联成套引进了7.62毫米子弹生产线,从那时起就已经具备了自主生产子弹的能力。在九十年代赶着小口径的东风,印度自研了“集各家之所长”的四不像英萨斯步枪,但是有枪无弹,于是又从西方引进了5.56毫米北约制式步枪弹的生产线。

所以你说印度有生产子弹的能力吗?当然有。(印度士兵配备英萨斯步枪步枪)然而子弹这玩意儿消耗量大,光是会生产就行啦?由于印度人管理水平低下,子弹品控一直不行,而且印度枪支种类太多,各种口径的子弹都要建立生产线肯定不划算,所以不仅子弹质量不行,而且产量也提不上去。在1999年的卡吉尔冲突中,英萨斯步枪高寒地区总是出故障,5.56子弹也根本不够用,最后没办法只能紧急从以色列进口了五千万发北约制式弹,又从罗马尼亚苏联时期的仓库里扒拉了10万支AKM和配套弹药才勉强支撑了过去。

(哪种才是印军制式武器?都是!)时至今日,印度的枪支弹药依旧无法完全满足国防需求,这不前阵子又和俄罗斯达成了引进75万支AK203和配套弹药生产线的交易,主要目的就是替换自己不中用的英萨斯步枪以及提高自己拙劣的子弹生产水平。所以你说印度能生产子弹吗?能也不能,能的是具备初步的生产能力,不能的是无法生产高精度的高品质步枪弹以及永远提不高的产量,但是无所谓,反正轻武器弹药有的是国家卖,能不能又怎样呢?反正三哥朋友遍天下,买就完了!对了,当年的清政府也是这么想的呢!(莫迪出席AK203工厂揭幕仪式)至于印度为什么能造原子弹呢?其实也并不复杂,自从1967年各核大国签订了《核不扩散条约》后,核武就已经成了明令禁止的武器,没有任何国家会给印度出口。

可是要做一个有声有色的大国,要把印度洋变成自己的内湖,又面对着东亚大国和巴基斯坦强大的军事压力,没有核武器是万万做不到的,既然买不到,只能自己造了!在这样严峻的形势下,印度人在核武研制上爆发出了前所未有的的潜力,从1948年建立原子能委员会到1974年进行了第一次核试验再到1998年就成功实现了核武(原子弹)实战化,所有过程一气呵成,行云流水,中间只用了半个世纪时间,比光辉战机和阿琼坦克靠谱多了。

(印度核试验地点)如今又经过二十年的发展,印度在没有外援的情况下,坚持核武自力更生的原则,又成功实现了两弹结合,开发出了最远射程达到五千公里的烈火系列导弹,并且还成功研制出了歼敌者号核潜艇和配套的潜射导弹,成为五常之外唯一一个拥有三位一体核打击能力的国家。虽然目前印度还无法掌握热核武器技术(氢弹),但是已经成为毋庸置疑的世界第六大核武大国。

(印度烈火导弹家族及其射程范围)对比轻武器弹药的心酸历程,印度在核武研制方面简直像开了挂,而这其中主要的原因就是:一个依赖于外援迟迟没有上进心,因此最后成为了一个烂摊子,而另一个只能依靠自己苦炼内功,所以迎来了硕果累累。最后最后改个题目:印度之所以无法大批量生产合格的子弹,但是却能造原子弹,那完全是被逼的啊!(印度歼敌者号核潜艇)。

科学家研发的半固态“杯子蛋糕”电解质如何使锂硫电池保持稳定运行?

当今的锂电池由阴极,阳极和液体电解质组成,该液体电解质在充电和放电时在锂离子之间来回传递。最近,科学家一直在研究电解质的更多固态形式可能带来什么,特别是在安全性方面。新加坡的科学家们现在正在报告一种新型的半固态电解质,这种电解质可以提高锂硫电池的安全性,锂硫电池在储能方面具有巨大的尚未开发的潜力。对于该领域的研究人员而言,一种工作可靠的锂硫电池的前景(而不是目前普遍使用的锂离子化学方法)令人兴奋。

这是因为它们每单位重量最多可以容纳五倍的能量,但是主要障碍是它们提供的寿命短得多,而这些材料通常会迅速劣化并破裂。因此,科学家们正在研究可以克服这一问题的新型电池架构,最近又出现了一些有希望的突破。这些是通过重新构想的电池组件实现的,这些组件包括混合阴极,完全固态的电解质和新的桥接键,这些键为硫颗粒提供了“呼吸的空间”。

现在,新加坡A * STAR纳米生物实验室的科学家基于他们所说的混合准固体电解质提出了另一种解决方案。这种新型电解质是使用“杯子蛋糕法”创建的,其中将金属前体和蔗糖溶解在水中,然后将其加热以呈现棕色“杯子蛋糕”形状。然后加热该“杯子蛋糕”将导致形成液体注入的多孔膜,该膜由高导电性和化学稳定性的片材组成。

使用这种半固态的3D薄板堆叠作为电解质,可以与阴极和阳极良好接触,但可以使其在充电过程中保持稳定。负责研究团队的Jackie Y. Ying教授说:“同时包含液体和固体成分的混合准固体电解质已成为切实可行的折衷方案,以在保持良好性能的同时获得更安全的电池。”但是,固体的高电阻到目前为止,组件已经限制了这种电池的性能。

为了克服这个问题,我们重新设计了固体成分的微观结构。我们的解决方案消除了电解质泄漏,并且在热和机械方面均稳定。”该小组在一系列电压下对此进行了演示,并报告说该电池具有高容量,快速充电和放电能力以及总体上“在锂硫混合准固态电池中获得的最高已知性能”。该团队认为,这种独特的架构也可以应用于其他类型的锂电池。

为什么有人提出超光速的时候,总有人用相对论反驳?相对论也不是真理啊?

如果你背乘法口诀背错了,三七二十八,你妈妈肯定会骂你。你如果争辩,口诀表也不是真理,三七二十八也可能是对的,你妈妈一定要打你了。同样道理,如果你连基本的物理知识都不具备,动不动就说相对论不是真理,光速要突破。骂你是正常的,不理你(不值得)才是对的。你如果是物理学家,用严谨的科学理论,深厚的数学功底,指出相对论的错误,计算出可能突破光速的条件,全世界的科学家都会停下来听你讲解。

如果忽视时间长短,飞船在宇宙中航行没有阻力,是不是就可以一直加速直至光速了?

谢邀请!原创思想,飞船在宇宙中航行没有阻力,是不是就可以一直加速直至光速了?忽视时间长短?我觉得飞船航行性的速度与光速的磁场性速度是不同层次的运动性速度的,是永远也不能加速到光速每秒的30万公里这个磁场性速度的,因为飞船是物质性物体性的,它的飞行是需要能源性材料性而带动的,是受限于物质性物体性运动性的质量性约束的,所以就无法可以加速到光速的这个速度而飞行了。

但如果这只飞船是忽视时间长短的,以及不考虑源料的,而飞到离我们地球可视性的宇宙边缘这里的,而我们亦可观测得到的,那观测出来的结果这只飞船可能就是快于光速的或是超越光速的了,但同时这只飞船观测我们的这个太阳星球的运动性,亦是超光速的这种时空性的膨胀性状态性了,而其实一切的运动性都是以超光速的运动着了而又不是超光速的运动着了,而是时空的运动性扭曲性效应性等等而展现出来的了。

有一台不会坏掉的电脑,这台电脑上只有vc 6.0,给一个人一亿年的时间,能创造出现在的各种软件吗?

大部分回答,洋洋洒洒,好像逻辑很严密,但是都是在胡扯。这就是互联网喷子的生态系统,脑子里一团浆糊,还什么都敢说,还说得煞有介事,让脑子更一团浆糊的觉得挺有道理。大部分人根本不懂vc6意味着什么,觉得vc6很弱,好像什么也做不了,其实有windows有vc6,vc6做为一个集成开发环境,已经足够高效地编写任何程序了。

即使现在,很多不用vs直接用cl、gcc等命令直接编译的程序员也多得是。再有这些回答无一例外都没有以发展的眼光看问题。他们计算一下现在的某个大的系统的软件行数,然后估算需要多少人力,进而得出一个煞有介事的结果,但是呢,这里面有个致命问题:1亿个人同时做1年,不等于1个人做一亿年。因为时间会有累加效果,后来的工作会在原来的工作基础上,技术也会进步。

第一台计算机诞生的时候,重达几十吨,需要无数工人操作,才能完成简单的计算任务。后来就越来越小,有了汇编语言,又有了C、C 、Java、Python等语言,每一次技术进步,对原有的工作量提升都是指数级的。按照40年代那台几十吨重的计算机估算工作量,100亿人操作它100亿年,也写不出来一个word文档,因为那时候没有office。

以固定的技术去估算将来,肯定天差地别。所以,当你站在发展的角度看,一个人对着一台电脑,可能开始他什么也不懂,但是过几年时间他一定可以摸索出来一些东西。再过几十年,他一定可以知道vc可以做点儿什么。这样逐发展下去,不用多了,100万年过去,他肯定能熟练使用vc编写代码了。你们想想,人类从南方古猿进化到今天,发展出今天这些科学技术成果,也才百万年而已。

你给一个现代人一台电脑有vc6,他100万年学不会编程?等他学会编程以后,他就可以开发任何东西,而他每开发一个功能,都会对自己下一步有所提高。这是一个累加效应。他开发十年,跟十个人开发一年,完全不同。这样再开发900万年,足够他重新审视电脑,重新编写出一套语言、操作系统,甚至把电脑拆了,重新制造成一个机器人。


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