百科精品:2.1-1能量是粒子组成的吗?(图)
宇清
【人民报消息】二、能量子、能量体与能量体生命
在第一部分,我们谈到的几乎全是物质。一切物体都是由更小的粒子组成的,更小的粒子则由更更小的粒子组成;不同层次有不同层次的物质粒子,如分子、原子、基本粒子等;粒子组成物体的排列程序不同,组成的物体的特性也不同。
然而,小粒子为什么能够组成大粒子而不散开,粒子为什么能够运动?这些都归功于更微观的因素——能量。能量到底是什么呢?可以先从字面上理解:「能」使物质粒子运动的、形成某种结构的,就叫「能」量。
举个例子说吧。在中国农村,人们会把田里的土压紧,再一块一块地挖出来,晒干,就是土砖,做房子用的。再和一些泥巴,做墙壁时,一边放土砖,一边放泥巴在土砖的间隙。这土砖就相当于物质粒子,泥巴就相当于能量。能量使小的粒子按一定结构组成大的粒子,或者使粒子组成物体;而泥巴使土砖组成了墙。
2.1能量子
2.1-1能量是粒子组成的吗?
在介绍核反应时,我们也提到了能量。最常见的能量就是光了,我们眼睛可以看的见的;还有电,也是一种能量;还有磁铁的磁,也是一种能量;核反应中释放的能量就叫作核能。那么能量是怎么一种存在形式呢?
λ 能量也是由更小的粒子——能量子组成的
一缕月光泻下来,一片阳光照过来,好像能量是一片一片的、弥漫的、连续不断的。
但是科学家们发现不是这样,能量和物质一样,也是一份一份的,就是一个一个的粒子,叫做能量子,组成光的粒子就叫做光量子,简称光子。爱因斯坦的光电效应实验充分证明了这一点。在这个实验中,光子能够被电子完全吸收,而且一个电子一次只能吸收一个光子。电子吸收光子后跑出金属板,从而使金属板带上正电荷。这个实验第一次让科学家们不得不承认:光也是由一个一个粒子组成的。
光电效应这个名词太专业了,可能不好理解。但我们知道有光电板,安放在地面或者屋顶上,就可以吸收太阳光的能量,转化成电能,再用来烧水、照明等。它的原理就是光电效应。
还有一个实验,叫康普顿效应。在这个实验中,光子还能和电子发生弹性碰撞,也就是这个碰撞的规律和两个弹性小球碰撞的规律是一模一样的。很多人打过台球,那个台球的碰撞就与光子和电子的碰撞非常相似。
这好像颠覆了我们的常识。其实也好理解,我们看到水流的时候,是不是也难以想到水是一份一份的呢?不过可以看到水滴,其实一个水滴也是由非常多的水分子组成的。同样的,能量也是如此。我们的眼睛看不见太小的粒子。
既然能量也是由粒子组成的,您可能想到了:同一层次的粒子可能有非常多的各类,如分子有至少几百万种,原子有一百多种,基本粒子也有十几种,那么能量有多少种类呢?
我们知道,光也叫光波,是电磁波中的一员,而电磁波,顾名思义,它里边既有电的成分,也有磁的成分。这就说明电和磁也是一份一份的了,它们组合成的整体,我们叫做电场和磁场。而组成电场和磁场的粒子,我们分别叫它电场子和磁场子。
还有没有其它的种类呢?我们将在下一节中谈到五行和时空。
(人民报首发)
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