原子内部为什么是空的(原子内部是空心的吗)

导语：原子内部超过99%的空间都是空的，为何大多数物体都无透明呢？

原子空或不空，是一个相对概念，如果从能量和波的角度去衡量，原子内部一点也不空，而而是非常“实在”。

所以，所谓的“透明与否”也是相对概念，主要取决于什么频率的电磁波能穿透物体。

首先我们需要明白：为何很多人会说原子很空呢？

需要从卢瑟福的“α粒子散射实验”说起。在实验中，卢瑟福用α射线轰击薄金箔，结果发现绝大多数α粒子直接穿过金箔，只有极少数α粒子发生了散射，发生了偏转。

卢瑟福就此认为原子内部是空的，只有一个核心存在。同时根据α粒子的散射角度等数据，卢瑟福计算出了原子核的半径大约为10的-14次方米。这就是我们在课本里学到的原子模型，类似太阳系结构。

那么，原子到底有多空呢？打个比方就能感受到原子的“空”了。如果原子核的直径是1米，那么原子核与电子的距离能达到100公里，而电子比原子核要小得多。

可以看出，原子内部真的很“空旷”，原子核与电子之间如此大的间距，如果让两个原子相撞，它们穿过彼此的几率会很大，而我们又是由原子组成的，现实中为何我们不能穿过彼此呢？

原子看起来很空，实际上却很实在。这需要用量子力学去解释。

在卢瑟福提出原子模型的基础上，波尔做了进一步研究，提出了“电子能级分布”概念，也就是说，电子在固定的轨道（能级）上运行，会不断在不同的能级之间跃迁，而且只能在固定的能级来回跃迁，不能位于两个能级之间的轨道上运行。

海森堡在波尔的“电子跃迁”基础上继续发扬光大，提出电子不仅仅有能级，还会同时出现在能级上的每个位置，说白了电子无处不在，表现出来就是“电子云”，实际上这就是电子的不确定性。

但这种电子云看起来很难让物体表现得很实在，给人一种软绵绵的感觉。接下来泡利登场了！

泡利提出了“不相容原理”，简单讲就是：同一个能级只允许出现一个电子，不允许有其他电子存在。如果有第二个电子试图进来，就会产生某种“排斥力”（电子简并压），这就让物体表现得非常“实在”，不再是“软绵绵”的样子。

那么，为何有的物体透明，有的不透明呢？

通过上面的讲解我们明白，在原子内部，不同的能级意味着不同的能量，当光线照射原子时，如果照射的光与能级正好匹配，就会被电子吸收，这时候物体就不透明了。如果与之不匹配，光就会穿过原子，物体就变得透明。

也就是说，电子只会吸收特定能量的光，与能级匹配的光，然后发生跃迁，并不会吸收所有的光线。

而光的能量有大小的，由频率决定，频率越高能量越大。平时我们所说的“透明”指的只是可见光，而可见光的波谱范围非常小，只是电磁波谱非常小的一部分。

我们经常所说的“玻璃是透明的”，其实指的是“可见光透明”，但对红外线灯其他频率的光是不透明的。

再比如，人体是不透明的，但对X光来讲，又是透明的。可以看出，所谓的透明不透明只是一个相对的概念。

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