为什么科学家用碳-12作为原子质量的基准?

你有没有想过科学家是如何测量微小原子的质量?由于原子太小无法用秤称重,化学家需要一个简单统一的标准来比较它们的质量。这就是他们选择 碳-12(C-12)作为原子质量基准的原因。 什么是碳-12? 碳-12是一种碳原子,包含: 它是地球上最常见的碳原子,约占所有碳原子的98.9%。 为什么选择碳-12作为标准? 1961年之前,科学家用氧作为原子质量的基准,但这造成了混淆,因为他们对氧使用了不同的尺度。为了解决这个问题,国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)决定改用碳-12。原因如下: 1. 让计算更简单 科学家定义1个原子质量单位(amu或”u”)为碳-12原子质量的1/12。 如果没有这个标准,原子质量就会是一堆复杂的小数,化学计算会困难得多! 2. 它稳定且常见 碳-12不会衰变(不像放射性原子),所以它的质量永远不会改变。而且,它无处不在(钻石、铅笔,甚至我们的身体里都有!),很容易研究。 3. 便于比较不同原子和同位素 并非所有碳原子都一样——有些有额外的中子(如碳-13和碳-14)。以碳-12为基准,科学家可以轻松比较不同同位素的质量。 例如: 4. 电子非常轻,质量主要来自质子和中子! 你知道吗? 这就是为什么碳-12的质量大致基于它的6个质子+6个中子=12u,即使它还有6个微小的电子。 这在实际生活中有什么用? 使用碳-12作为基准可以: 总结 碳-12就像是原子世界的”尺子”——它为科学家提供了一种简单可靠的方法来测量和比较所有原子的质量。没有这个标准,化学会变得混乱得多! 下次看到元素周期表时,请记住:那些原子质量都是以可靠的碳-12原子为基准的,而且大部分质量来自质子和中子——而不是微小的电子!

Why Do Scientists Use Carbon-12 as the Standard for Atomic Mass?

Have you ever wondered how scientists measure the mass of tiny atoms? Since atoms are too small to weigh on a scale, chemists needed a simple and consistent way to compare their masses. That’s why they chose carbon-12 (C-12) as the standard for measuring atomic mass. What is Carbon-12? Carbon-12 is a type of carbon atom with:... » read more

探索静电学:接触起电的奥秘

在电磁学的研究中,第一章通常会介绍静电学——关于静止电荷的科学。你可能会注意到,这一章比其他章节要简短。为什么呢?因为科学家们仍在揭开静电学背后的奥秘! 这里有一个有趣的现象:当两种中性的绝缘材料(如塑料或橡胶)接触后分开时,它们可能会交换电荷。这个过程称为接触起电。更令人惊讶的是,研究人员发现,如果相同的两种材料反复接触,它们的带电行为会开始遵循某种规律。起初,电荷交换看似随机,但随着时间的推移,这些材料会以一种可预测的方式自我组织。 其中一个令人兴奋的发现是,接触次数至关重要。接触次数较多的材料往往比接触次数较少的材料更容易带负电。为了理解原因,科学家们使用先进的仪器在纳米尺度下观察这些材料,发现材料表面的微小变化在这一过程中起着关键作用。 如果你热爱物理,这正是你深入探索的好机会!也许有一天,你的发现将会成为教科书中的新内容。说不定,你就能解开科学界的下一个重大谜题! 链接:https://www.eurekalert.org/news-releases/1073787

探索靜電學:接觸帶電的奧秘

在電磁學的研究中,第一章通常會介紹靜電學——關於靜止電荷的科學。你可能會注意到,這一章比其他章節要短。為什麼呢?因為科學家們仍在揭開靜電學背後的秘密! 這裡有一個有趣的現象:當兩種中性的絕緣材料(如塑膠或橡膠)接觸後分開時,它們可能會交換電荷。這個過程稱為接觸帶電。更令人驚訝的是,研究人員發現,如果相同的兩種材料反覆接觸,它們的帶電行為會開始遵循某種規律。起初,電荷交換看似隨機,但隨著時間推移,這些材料會以一種可預測的方式自我組織。 其中一個令人興奮的發現是,接觸次數至關重要。接觸次數較多的材料往往會比接觸次數較少的材料更容易帶負電。為了理解原因,科學家們使用先進的儀器在奈米尺度下觀察這些材料,發現材料表面的微小變化在這一過程中扮演了關鍵角色。 如果你熱愛物理,這正是你深入探索的好機會!也許有一天,你的發現將會成為教科書中的新內容。說不定,你就能解開科學界的下一個重大謎題! 連結:https://www.eurekalert.org/news-releases/1073787

Exploring Electrostatics: The Mystery of Contact Electrification

In the study of electromagnetism, the first chapter often covers electrostatics—the science of stationary electric charges. You might notice that this chapter is shorter than others. Why? Because scientists are still uncovering the secrets behind how electrostatics works! Here’s something fascinating: When two neutral insulating materials (like plastic or rubber) touch and then separate, they... » read more

骆驼继承难题:17头骆驼的分配

有一个著名的数学难题:一位父亲去世后留下17头骆驼给三个儿子,遗嘱要求这样分配: 但问题来了 —— 17不能被2、3或9整除,而活骆驼又不能分割,这该怎么办呢? 巧妙的解决方法 三个儿子向一位智者求助。智者把自己的骆驼加进去,总数变成18头: \(9+6+2=\) 17头,正好剩下1头骆驼物归原主。 这样分配真的公平吗? 乍看很聪明,但这样分配似乎不完全符合遗嘱原意。实际上,智者的方法是以一种巧妙的方式给出了合理的分配比例!多出来的那头骆驼帮助调整了数字,使分配变得完美。 关于分配方式的改进 这个经典的17头骆驼难题虽然巧妙,但如果调整一下表述方式,解决方案会更加严谨。与其说骆驼应按\(\frac{1}{2}\)、\(\frac{1}{3}\) 和 \(\frac{1}{9}\) 的”比例”分配,不如说应按 \(\frac{1}{2}\) : \(\frac{1}{3}\) : \(\frac{1}{9}\) 的”比”分配。这个小小的改变很重要: \(\frac{1}{2}:\frac{1}{3}:\frac{1}{9}\) \(=\frac{1}{2} \times 18:\frac{1}{3} \times 18:\frac{1}{9} \times 18\) \(=9:6:2\) 为什么这样更好? 这个小小的术语改变 —— 从”比例”到”比” —— 让这个数学题更加准确,也教会我们一个重要数学概念:比是比较部分之间的关系,而比例比较的是部分与整体之间的关系。

駱駝繼承難題:分配17隻駱駝

有一個著名的難題是關於父親去世後,將17隻駱駝分給三個兒子。根據父親的遺囑:  但問題來了 —— 17無法被2、3或9整除,因此他們無法在不切割駱駝的情況下精確分配(而活駱駝必須保持完整!)。  聰明的解決方法  為了解決這個問題,兒子們向一位智者求助。智者將自己的駱駝加入其中,使總數變為18隻駱駝。現在,分配變得完美:  將這些數字相加 \(9 + 6 + 2\) 得到17隻駱駝,剩下1隻駱駝 —— 智者的那一隻 —— 他將其收回。 這樣真的公平嗎?  乍看之下,這似乎很聰明,但分數並不完全符合遺囑的原意。智者的方法實際上是以一種令人驚訝的方式給出了合理的份額!多出的駱駝幫助調整了數字,使一切都能整齊地分配。  改進駱駝繼承難題  這個經典的17隻駱駝難題雖然聰明,但如果稍微調整措辭,解決方案會變得更加數學上嚴謹。與其說駱駝應按 \(\frac{1}{2}\)、\(\frac{1}{3}\) 和 \(\frac{1}{9}\) 的「比例」分配,不如說它們應按 \(\frac{1}{2}\) : \(\frac{1}{3}\) : \(\frac{1}{9}\) 的「比」分配。以下是這個小改變為何重要的原因:  \(\frac{1}{2}:\frac{1}{3}:\frac{1}{9}\) \(=\frac{1}{2} \times 18:\frac{1}{3} \times 18:\frac{1}{9} \times 18\) \(=9:6:2\) 為何這樣更好?  這個小小的改變 —— 從「比例」到「比」—— 使難題更加準確,並教會我們一個重要的數學概念:比是比較部分之間的關係,而比例比較的是部分與整體的關係。 

The Camel Inheritance Puzzle: Dividing 17 Camels

There is a famous puzzle about dividing 17 camels among three sons after their father passes away. According to the father’s will: But there’s a problem — 17 isn’t divisible by 2, 3, or 9, so they can’t split the camels into exact fractions without cutting them (and live camels must stay whole!). The Smart... » read more

乾坤未定,你我皆是黑馬

  “若前方无路,我便踏出一条路;若天理不容,我便逆转这乾坤”,在电影《哪吒之魔童闹海》说的这句话,道出了青春最动人的力量。在这个充满可能的年纪,你们每个人都是自己命运的主宰者。 学习路上,难免会遇到看似无法逾越的障碍。一道难解的数学题,一篇晦涩的文言文,一次不尽如人意的考试,都可能让你们感到迷茫。但请记住,这些困难不是终点,而是新的起点。就像哪吒面对天劫时的无畏,你们也要有勇气直面挑战。 青春最宝贵的,不是一帆风顺,而是在跌倒后依然能够站起来的勇气。每一次的失败,都是为未来积蓄力量;每一次的坚持,都在为梦想铺路。你们要相信,只要不放弃,就没有跨不过去的坎。 乾坤未定,你我皆是黑马。你们的未来,掌握在自己手中。用知识武装自己,用勇气战胜困难,用坚持书写属于自己的传奇。记住,青春不是等待命运的安排,而是主动创造属于自己的精彩人生。

乾坤未定,你我皆是黑馬

“若前方無路,我便踏出一條路;若天理不容,我便逆轉這乾坤”,在電影《哪吒之魔童鬧海》說的這句話,道出了青春最動人的力量。在這個充滿可能的年紀,你們每個人都是自己命運的主宰者。 學習路上,難免會遇到看似無法逾越的障礙。一道難解的數學題,一篇晦澀的文言文,一次不盡如人意的考試,都可能讓你們感到迷茫。但請記住,這些困難不是終點,而是新的起點。就像哪吒面對天劫時的無畏,你們也要有勇氣直面挑戰。 青春最寶貴的,不是一帆風順,而是在跌倒後依然能夠站起來的勇氣。每一次的失敗,都是為未來積蓄力量;每一次的堅持,都在為夢想鋪路。你們要相信,只要不放棄,就沒有跨不過去的坎。 乾坤未定,你我皆是黑馬。你們的未來,掌握在自己手中。用知識武裝自己,用勇氣戰勝困難,用堅持書寫屬於自己的傳奇。記住,青春不是等待命運的安排,而是主動創造屬於自己的精彩人生。

The Future is Unwritten, We Are All Dark Horses

 “If there is no path ahead, I will carve one out; if the heavens do not tolerate me, I will overturn the universe.” This line in the movie Nezha 2 captures the most inspiring power of youth. At this age full of possibilities, each of you is the master of your own destiny. On the... » read more