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如图示:金原子的半径是144pm,,金原子的直径是2X144=288pm ,1000 皮米(pm) = 1?纳米(nm),288皮米=0.288纳米
金原子的直径是请点击输入描述
基于海森堡测不准原理的答案是最接近的。但还有另一种方法来考虑这个问题:最接近于“放大”原子的可以想象的方法是用更短波长的光来观察它,并放大探测到的信号 。可见光的波长在半微米左右。根据定义 ,最大的原子(包括电子云)直径约为0.4纳米,约为可见光波长的1000倍。
为了看到任何结构,我们需要使用波长小于1.2纳米的x射线 。这个波长的每个光子都有1000eV的能量。外层的结合能只有几电子伏特:如果一个具有这种能量的光子与外层的电子相互作用 ,它会很容易地把电子从原子中剥离出来。
对此我们能做些什么呢?原则上,我们可以用一个由大量光子组成的超短脉冲(短到电子没有时间移动很远)来照亮原子 。这对最外层电子来说应该没问题。我们不能在实践中重新聚焦散射的x射线来产生图像,但我们仍然可以模拟情况。我们将探测到位于原子核周围不同位置的多个电子(包括来自不同“壳层 ”的电子) 。这些位置在化学家传统的模糊外壳中是随机的 ,但它(至少在理论上)看起来像行星的图像(但没有运动方向的概念)。
因此,对于外层壳层,一次单独的曝光就可以显示出某些电子在特定位置的位置。每次你看(在两次曝光之间重新填充电子壳层),它们的位置都与之前的时间无关 。聚合图显示的是云 ,就像化学家的图像一样。
这和海森堡的高阶描述不太一样,因为你会得到单独的图像,包括一些电子的瞬时位置。*分解内壳电子所需的能量比它们的静止质量要大 ,所以在它们离开原来的位置之前,我们得到的光子不会超过几个。
顺便说一下,我们不需要让原子绝对静止 ,这样就可以让它回到基态 。当你试图看到电子时,你必须让一个光子从它们身上反弹。然后光子到达你的眼睛,你就“看到”了光子。问题是光子和电子之间的相互作用以不可预测的方式改变了电子 。它不再是你想的那样了。
再乘以数百万光子 ,你就会得到一个模糊的电子密度云。更重要的是,当你用光子撞击其中一些电子时,它们会被提升到更高的能级 。你看不到这些光子 ,它们没有被反射回来。但当电子回落到一个较低的能级时,它就能发出特定颜色的光。
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