銫具有活潑的個(gè)性,它本來(lái)披著一件漂亮的銀白色的“外衣”,可是一與空氣接觸,馬上就換成了灰藍(lán)色,甚至不到一分鐘就自動(dòng)地燃燒起來(lái),發(fā)出玫瑰般的紫紅色或藍(lán)色的光輝,把它投到水里,會(huì)立即發(fā)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng),著火燃燒,有時(shí)還會(huì)引起爆炸。即使把它放在冰上,也會(huì)燃燒起來(lái)。正因?yàn)樗@么地“不老實(shí)”,平時(shí)人們就把它“關(guān)”在煤油里,以免與空氣、水接觸。
最有意思的是,銫的熔點(diǎn)很低,很容易就能變成液體。一般的金屬只有在熊熊的爐火中才能熔化。,可是銫卻十分特別,熔點(diǎn)只有攝氏二十八度半,除了水銀之外,它就是熔點(diǎn)最低的金屬了。大家都知道,我們?nèi)梭w的正常溫度是攝氏三十七度,所以把銫放到手心里,它就會(huì)像冰塊掉進(jìn)熱鍋里那樣很快地化成液體,在手心里滾來(lái)滾去。
在自然界里,銫的分布相當(dāng)廣泛,巖石、土壤、海水以至某些植物機(jī)體,到處都有它的“住地”?墒卿C沒(méi)有形成單獨(dú)的礦場(chǎng),在其他礦物中含量又少,所以生產(chǎn)起來(lái)很麻煩。一年下來(lái),生產(chǎn)出的銫很少,“物以稀為貴”,現(xiàn)在銫比金子還貴。
最準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)儀器
用銫可以做成最準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)儀器??原子鐘。
一說(shuō)到鐘,你們自然明白這是一種計(jì)量時(shí)間的工具。人類(lèi)的生活和生產(chǎn)活動(dòng)離不開(kāi)計(jì)時(shí),想想看,如果有一天起床后,世界上所有的鐘表都不翼而飛了,世界會(huì)變成什么樣子呢?
過(guò)去,人們確定時(shí)間都拿地球的自轉(zhuǎn)作為基準(zhǔn)。地球是個(gè)天然的計(jì)時(shí)器,它每晝夜繞軸自轉(zhuǎn)一周,寒來(lái)暑往,年年如此。人們把地球自轉(zhuǎn)一周所需要的時(shí)間定為一天??二十四小時(shí),它的八百六千四百分之一就是一秒,秒的時(shí)間單位就是這樣來(lái)的。
但是,后來(lái)人們發(fā)現(xiàn),由于潮汐力等許多因素的影響,地球不是一個(gè)非常準(zhǔn)確的“時(shí)鐘”。它的自轉(zhuǎn)速度是不穩(wěn)定的,時(shí)快時(shí)慢。雖然這種快慢的差別極小,但累計(jì)起來(lái),誤差就很大了。
有沒(méi)有一種更準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)儀器呢?
人們開(kāi)始打破舊的傳統(tǒng)習(xí)慣,大的一頭不行,往小的一頭探索。人們發(fā)現(xiàn):銫原子的第六層??即最外層的電子繞著原子核旋轉(zhuǎn)的速度,總是極其精確地在幾十億分之一秒的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)完一圈,穩(wěn)定性比地球繞軸自轉(zhuǎn)高得多。利用銫原子的這個(gè)特點(diǎn),人們制成了一種新型的鐘??銫原子鐘,規(guī)定一秒就是銫原子“振動(dòng)”九十一億九千二百六十萬(wàn)一千七百七十次(即相當(dāng)于銫原子的最外層電子旋轉(zhuǎn)這么多圈)所需要的時(shí)間。這就是“秒”的最新定義。
利用銫原子鐘,人們可以十分精確地測(cè)量出十億分之一秒的時(shí)間,三百年來(lái)積累起來(lái)的時(shí)間總誤差不超過(guò)五秒,精確度和穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)地扭過(guò)世界上以前有過(guò)的任何一種表,也超過(guò)了許多年來(lái)一直以地球自轉(zhuǎn)作基準(zhǔn)的天文時(shí)間。
人類(lèi)創(chuàng)造性的勞動(dòng)得到了收獲。大家知道,在我們?nèi)粘I罾,只要知道年、月、日以至(xí)r、分、秒就可以了。但是現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)卻往往需要精確地計(jì)量更為短暫的時(shí)間,比如毫秒(千分之一秒)、微秒(百萬(wàn)分之一秒)等等。有了像銫原子鐘這樣一類(lèi)的鐘表,人類(lèi)就有可能從事更為精細(xì)的科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐,比如對(duì)原子彈和氫彈的爆炸、火箭和導(dǎo)彈的發(fā)射以及宇宙航行等等,實(shí)行高度精確的控制,當(dāng)然也可以用于遠(yuǎn)程飛行和航海。
在太空中遨游
為了征服宇宙,必須有一種嶄新的、飛行速度極快的交通工具。一般的火箭、飛船都達(dá)不到這樣的速度,最多只能沖出地月系;只有每小時(shí)能飛行十幾萬(wàn)公里的“離子火箭”才能滿(mǎn)足要求。
有的小朋友可能會(huì)問(wèn):我們只知道原子、分子,怎么又出來(lái)一個(gè)離子?離子是什么呀?
簡(jiǎn)單說(shuō)吧,大家都知道,正常的分子、原子等粒子是電中性的,表現(xiàn)不出帶有什么電荷;而離子卻是帶電(正電或負(fù)電)的粒子,分子、原子等帶一電荷就成了離子(正離子或負(fù)離子)。
前面我們已經(jīng)說(shuō)過(guò),銫原子的最外層電子極不穩(wěn)定,很容易被激發(fā)放射出來(lái),變成為帶正電的銫離子,所以是宇宙航行離子火箭發(fā)動(dòng)機(jī)理想的“燃料”。
銫離子火箭的工作原理是這樣的:發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)動(dòng)后,產(chǎn)生大量的銫蒸氣,銫蒸氣經(jīng)過(guò)離化器的“加工”,變成了帶正電的銫離子,接著在磁場(chǎng)的作用下加速到每秒一百五十公里,從噴管?chē)娚涑鋈,同時(shí)繪離子火箭以強(qiáng)大的推動(dòng)力,把火箭高度推向前進(jìn)。
計(jì)算表明,用這種銫離子作宇宙火箭的推進(jìn)劑,單位重量產(chǎn)生的推力要比現(xiàn)在使用的液體或固體燃料高出上百倍。這種銫離子火箭可以在宇宙太空遨游一二年甚至更久!
本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaozhong/309409.html
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