原子 如果被一個(gè)時(shí)速2.8萬(wàn)公里的鐵原子擊中頭部,對(duì)人有影響嗎?

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極高的速度往往意味著極高的能量。自從飛機(jī)這種人造飛行器誕生以來(lái),天空中就一直發(fā)生著飛鳥(niǎo)撞擊事件。我們都聽(tīng)說(shuō)過(guò),一只鳥(niǎo)可以撞爆一架飛機(jī)。
這聽(tīng)起來(lái)是一件不可思議的事情,小小的鳥(niǎo)怎么可能擁有那么大的能量,飛機(jī)怎么會(huì)那么不堪一擊?
其實(shí),這完全是有可能而且真實(shí)發(fā)生過(guò)的。
小鳥(niǎo)本身就算飛的再快,也不至于可以撞壞一架飛機(jī),關(guān)鍵在于飛機(jī)是以極高的速度運(yùn)行著的。
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小鳥(niǎo)即使懸停在空中,但相對(duì)于高速飛行的飛機(jī)來(lái)說(shuō),它仍然是以極高的速度沖向飛機(jī)的,這一撞,就出事了。如果一只小鳥(niǎo)不小心撞上了停在機(jī)場(chǎng)的飛機(jī),那根本不會(huì)出現(xiàn)什么事故,頂多是小鳥(niǎo)被撞暈了。
就像,有時(shí)候會(huì)有小鳥(niǎo)撞到家里的窗戶玻璃一樣,飛機(jī)可比玻璃堅(jiān)硬多了。
據(jù)計(jì)算,一只0.45公斤的與時(shí)速960公里的飛機(jī)相撞,會(huì)產(chǎn)生21.6萬(wàn)牛頓的力。如此大的力,撞壞飛機(jī)也不為過(guò)了。
從鳥(niǎo)撞事件可以看出,即使是很小的東西,一旦擁有很高的速度(相對(duì)于被撞者),那它所具有的能量就是超乎想象的。
類比于鳥(niǎo)擊,我們不禁想知道,讓一個(gè)鐵原子以28,000公里/小時(shí)的速度撞擊人的頭部,那樣的話將會(huì)發(fā)生什么?
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極其微小的原子讓一個(gè)鐵原子撞擊人的頭部,聽(tīng)起來(lái)很像對(duì)著腦袋開(kāi)槍,但鐵原子絕對(duì)是一顆極其袖珍的子彈。
【 原子|如果被一個(gè)時(shí)速2.8萬(wàn)公里的鐵原子擊中頭部,對(duì)人有影響嗎?】一個(gè)原子能有多大呢?
據(jù)測(cè)量,原子的直徑一般在0.1-0.5納米之間,也就是1×10^-10至5×10^-10米,只看數(shù)字好像并不直觀,我們舉些例子。
100萬(wàn)個(gè)原子排列起來(lái)的長(zhǎng)度才相當(dāng)于人的頭發(fā)的直徑,如果將一個(gè)蘋(píng)果放大到跟地球一樣大,那么蘋(píng)果中的原子就跟原來(lái)的蘋(píng)果一樣大。
一個(gè)蘋(píng)果與整個(gè)地球,這個(gè)看似夸張的比較,卻很能說(shuō)明原子的極其微小。一個(gè)蘋(píng)果跟地球一樣大的時(shí)候,我們?nèi)擞卸啻竽兀?br />盡管原子已經(jīng)很小了,但它并不是最小的不可切分的粒子,實(shí)際上它由更小的原子核和電子組成。
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原子核占據(jù)了原子幾乎全部的質(zhì)量。組成原子核的兩種粒子分別是質(zhì)子和中子,質(zhì)子帶一個(gè)單位的正電荷,而中子不帶電。以前人們認(rèn)為原子是構(gòu)成物質(zhì)的最小基本單位,但后來(lái)科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了夸克,夸克比原子更小。
夸克存在于何處?其實(shí)質(zhì)子和中子就是由夸克組成的,夸克不能單獨(dú)存在,而是互相結(jié)合在一起。
結(jié)合在一起的夸克會(huì)形成一種復(fù)合粒子,這種復(fù)合粒子就是強(qiáng)子,質(zhì)子和中子就屬于強(qiáng)子,而且還是強(qiáng)子中最穩(wěn)定的。
由于夸克不是單獨(dú)存在且無(wú)法分離出來(lái),所以人類對(duì)夸克的認(rèn)識(shí)都是通過(guò)觀測(cè)強(qiáng)子才得知的。
微觀世界中的一個(gè)基本粒子,即使是以28000公里的時(shí)速?zèng)_擊人體,似乎依舊顯得微不足道。
粒子撞擊人體并不是我們的刻意設(shè)想,這種現(xiàn)象其實(shí)每時(shí)每刻都在發(fā)生。
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銀河宇宙射線來(lái)自外太空的帶電高能粒子每天都在沖擊著地球,這種粒子束我們稱之為宇宙射線或銀河宇宙射線,簡(jiǎn)稱GCR。
宇宙射線可以大致分為原生宇宙射線和衍生(二次)宇宙射線,太陽(yáng)直接發(fā)出的射線就屬于原生宇宙射線,原生宇宙射線又星際物質(zhì)作用會(huì)產(chǎn)生衍生宇宙射線。
一般情況下,進(jìn)入地球大氣層的宇宙射線90%是質(zhì)子,9%是氦原子核,也就是α粒子,其余的1%是電子。
宇宙射線的能量可以超過(guò)10^20 eV,遠(yuǎn)超過(guò)地球上的粒子加速器可以達(dá)到的10^12至10^13 eV。
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當(dāng)帶有極高能量的宇宙射線沖擊地球時(shí),會(huì)被地球大氣層“攔截”,也就是宇宙射線會(huì)大氣層中的空氣分子碰撞。這些碰撞會(huì)產(chǎn)生很多的π介子和k介子,介子跟質(zhì)子一樣也屬于強(qiáng)子的一種。π介子和k介子很快會(huì)衰退為極不穩(wěn)定的μ子(一種粒子)。
而許多μ子是可以到達(dá)地球表面的,它們帶有的能量大約是1.4Tev,也就是1400ev。顯然即使這些μ子是徑直打向我們的頭部的,我們現(xiàn)在依然活得好好的。
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