「科技虚幻想」

第119章原子间隙枪

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1◎原子间隙枪

在一个空的杯子里装满米,经过震动会发现可以继续装入更多物质,原子间隙枪发射后,可以短暂扩大可自然恢复的物质,经过原子间隙枪的扩大,可在物质内进行类似穿梭的过程,且不受阻碍。

来源设想:间隙原子,冶金工程术语,是指在晶格的某些间隙中出现的多余的原子。由于溶剂晶格的间隙是有限的,故金属中的间隙原子大多为原子半径小的原子,如钢中的碳、氢、氮、等。当间隙原子挤入很小的晶格间隙中后,因原子的平衡位置被破坏会产生晶格畸变。

又称填隙子,是点缺陷的一种,是原子脱离其平衡位置进入原子间隙而形成的。晶格原子之间的间隙是很小的,一个原子硬挤进去必然使周围原子偏离平衡位置,造成晶格畸变,因此也是一种点缺陷。间隙原子可分为同类原子的间隙原子和异类原子的间隙原子两种。

来源设想:如果在点阵的间隙位置挤进一个同类的原子,就形成了一个自间隙原子;如果外来的杂质原子挤进了点阵的间隙位置,就形成了间隙式杂质原子。间隙原子在离子晶体的导电和扩散中起着重要的作用,因为间隙杂质原子的存在会造成其附近的晶格畸变,整个晶体倾向膨胀。一般来说,间隙杂质原子在晶格间隙间迁移时所需的激活能比较小,因此扩散速率比较快。从电学性质上看,这种杂质具有一个共同点就是它们在禁带内具有深能级,影响电导率,成为复合中心或俘获中心。间隙子的热平衡浓度服从玻尔兹曼分布,浓度随着温度升高而增加。

间隙设想:原子之间存在间隙。原子和原子之间同时存在引力和斥力,这会让原子形成一种固定的结构,同时也决定了物质的密度等属性。如果原子与原子之间没有间隙,物质结构就不存在了,密度也会达到无法存在于地球的地步。

间隙应用:使用原子间隙枪后,若是对物体操作,生物可直接从物体上穿过,且不会受阻碍影响。

原子间隙:原子之间是有间隙的。一个原子和另一个原子之间存在间隙,它们之间存在相对运动,构成分子。原子由核外电子和原子核组成,原子核由带电的质子和不带电的中子组成,核外电子是沿着一定的轨道运行,离原子核是有一定的距离的,说明原子内部存在间隙,当然中子和质子之间也存在着微小的相对运动,也说明原子核内部存在间隙。

原子尝试:所有物质都是由原子和质子构成”这句话是不严谨的,因为常见物质中没有直接由“质子”构成的物质.简单地讲,质子和中子构成原子核,原子核和核外电子构成原子,而原子之间又能结合成分子.我们常见的物质都是由分子构成的,也有一些物质是直接由原子构成的(例如金属单质)。

既然大多数物质都是由分子构成,所以我们能够把一个宏观物体想象成许许多多不同种类的分子“堆积”在一起.但是,分子组成宏观物质,并不是像砖块砌成墙一样,一个一个分子紧密地挤在一起.物质的分子与分子之间都存在着空隙,而能够维持这种空隙存在的原因就是分子之间存在着一种比较复杂的电磁力——分子力.分子力使得相邻的分子之间保持一个相对固定的距离,一旦分子之间的距离小于这个平衡距离,分子力为斥力,将分子往外“推”,阻止分子之间相互靠近;相反,如果分子之间的距离大于平衡距离,分子力又表现为引力,把分子往里“拉”.正因为分子力的存在,使得分子之间的间隙比较固定,从而维持了物质形态的相对稳定.当然,分子之间的间隔有大有小,分子力的大小也彼此不同,这也就决定了我们的宏观物质存在固液气不同的形态.其中,固体的分子间距最小,分子力也最大,因此,固体的形态最为稳定.就好比一块砖头,把它掰成两块并不容易,想把它压成饼干大小也不简单。

利用分子力的原理,手扶墙,会感到皮肤与墙面接触.但事实上,皮肤上的分子和墙面的分子是没有直接接触的,产生触觉只是墙面分子对手上分子产生分子力的结果;站在地板上,地面有一个向上的支持力,这个支持力也主要是分子靠近产生的分子力(斥力).正因为如此,在物理学上,关于拉力、支持力,都归属于电磁力,都是分子之间距离变化而产生分子力的结果。

和别人握手,两个人手上的分子并没有接触,也“几乎”没有交叉.为什么要说“几乎”呢?因为分子有两个特点:分子之间有空隙、分子在不停运动.正因为这两个特点,使得一个物质的分子可能“钻”到另一个物质的分子间隙中.气体和液体分子距离大,分子力小,因此气体和液体物质很容易相互混合(也就是“分子交叉”).固体分子距离小分子力大,相互“交叉”不容易,但并非不可能.有人做过实验,将两块铁紧密地压在一起,放置十几年后,发现两者的交界面上同样出现同样的“混合”.因此,和别人握完手后,手上是有几个分子“融合”到他手里也很难保证。

另外,宇宙中存在一种特殊的星体叫“中子星”.它的形成是由于某种原因的高压力(如超新星爆发),将原子核外的电子压入了原子核中的质子,形成中子.由于中子不带电,因此中子与中子之间几乎不存在电磁斥力,彼此之间能够靠得很近.中子星上的物质全是由中子一个接一个紧密排列组成,相互间隙很小,所以密度大得惊人,这种中子组成的物质在日常生活中是不可能遇见的。

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