1天多少秒(假如一天只有一秒会怎么样)
为什么硬的东西都是脆的?
要回答也不难,我们要先定义一下什么叫"硬",什么又叫"脆"。所谓"硬",就是抵抗压强导致的形变的能力。所谓"脆",就是忍受形变的能力很小,延展性差,稍有形变就会遭到破坏。
不过需要说明的是,这个问题本身并不普遍成立。比如,钢铁硬而韧,石墨软却脆。这里只针对成立的情况做一些说明。
为了说得更清楚,我们先列举几个硬东西:金刚石、大理石、蓝宝石、水晶、玻璃。我们再列举几个延展性好的软东西:橡皮筋、塑料袋。
不知道你注意到没有,这两类东西最大的区别在于,硬的东西都是直接通过原子的共价化学键相连的(注意,玻璃不是晶体,但其内部也是通过共价键相连的,只是没有周期结构而已),而软的东西都通过氢键和分子间力拴在一起。
这样问题就很简单了,共价键的强度远大于氢键和分子间力,因此共价键很难被拉开,分子间力却很容易被破除。在产生相同的形变时,以共价键相连的物体需要更多的功,于是表现得"硬"。但共价键本质上是原子外层电子波函数的叠加,所以作用范围非常小,跟原子的尺度是一样的。也就是说,共价键稍微被拉远一些就无法继续保存了。而分子间力不要求波函数直接叠加,所以作用范围大得多(比如橡皮筋中的分子间力主要依靠熵增)。于是,硬的东西往往比软的东西"脆"。注意,我在这里回避了金属键的软硬问题,因为金属的软硬分析比较复杂,要分析具体的晶体结构,要分析位错的生长,以及具体的杂质带来的位错钉扎。近的快,远的慢?
有这样一个情景:坐在火车上透过玻璃往外看,离得越近的东西"走"得越快(比如铁轨和路杆),而远的东西(比如建筑和树)好像就"走"得比较慢。这是为什么?
因为它们"走"过你视野的快慢不同。
所有这些静止的物体相对于你的速度都是一样的,此其一。你的视野范围大致在一个圆锥里面,距离越远(越接近圆锥的"大头"),你能看到的范围就越大,此其二。
假设火车的速度是10米/秒,对于离你只有2米远的景物,你的视野是一个半径几米的圆,所以2米远处的路杆可以在1秒内从你的视野中出现又消失;而对于离你1000米的景物来说,你的视野是一个半径数千米的大圆,于是这棵树会优哉游哉地在你眼中待上好几分钟。1秒有多长?
在历史上,1秒曾经的定义是地球自转一圈的1/24的1/3600。后来,随着生产和研究的发展,我们需要越来越精确的时间度量。地球自转一圈的时间并不是很精确,它是会上下浮动的。地球12月底自转一圈的时间比春分、秋分时长了几十秒。
那我们到底该用哪一天的自转来定义秒呢?
所以,我们把1秒的定义改成了铯133原子基态在0K时的两个超精细能阶间跃迁对应辐射的9192631770个周期的持续时间。这个时间间隔非常非常精确,而且在全宇宙都是一样的。之所以用9192631770这么奇葩的次数,是为了和历史上秒的定义时长尽量吻合。在2018年召开的国际计量大会上,千克也由普朗克常数重新定义,定义比秒复杂得多,但是对于科学家来说,这些定义更加精确,能更好地为科研服务。
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