地球上所有电子的总体积是多少？与蚂蚁的大小相比如何？对于这一点，很多人认为虽然单个电子的尺寸很小，但是地球上的电子数量却极其庞大，所以它们的总体积比一只蚂蚁还大。

不得不说，这是一个符合我们直觉的猜想，但是科学家多年的研究结果表明，即使地球上所有的电子都堆叠在一起，它们的体积也会小于蚂蚁的大小也小得多。到底发生了什么？看看下面的分析吧。

一个电子有多大体积？

科学家已经通过实验证明电子有半径，但电子的半径有多大，目前还没有明确的数值。

最初，科学家在电子撞击实验中利用电子散射来确定电子的半径小于10^(-18)米。这个值也被物理学家Hans Demert 长期使用，直到1989 年。使用“离子势阱技术”测量了低于10^(-22) 米的较低半径值。您也可以按原样接受该值。

2014年一项名为ACME（Advanced Cold Molecular Electron EDM，高级冷分子电子电偶极矩）的研究发现，电子对称性破缺的概率不超过十亿分之一；结果显示该值不超过1。几乎是一个完美的球体。

根据球体公式，我们可以计算出一个电子的体积约为4.2 x 10^(-66)立方米。

地球上所有电子的数量是多少？

显然，直接计算地球上的电子数量是不现实的，但是有一个简单的方法可以通过将地球的质量乘以电子在地球质量中的比例来估计。将该值除以“单个电子的质量”即可得到近似答案。

1798年，物理学家亨利·卡文迪什使用“卡文迪什扭转天平”测量了引力常数的值，并根据万有引力定律计算出地球的质量为5.965 x 10^24千克。

单个电子的质量源自物理学家约瑟夫·约翰·汤姆森和罗伯特·安德鲁·密立根，前者描述了电子的“荷质比”（即电子的电荷与其质量的比率，这是固定的）测量。值）为1.75810^11库仑/kg，后者测得单个电子的电荷为1.602176565（35）10^（-19）库仑。据此，单电子可以计算为：电子的质量为9.10956 x 10^(-31) 千克。

随后，科学家在实验中测得质子和中子的质量分别为1.672621637 x 10^(-27) 千克和1.674927471 x 10(^27) 千克。

地球物质的原子是由质子、中子、电子组成的，所以质子和中子的比例大约是49:51，而电子的数量基本等于质子的数量，所以基于此可以计算它由结果发现，电子占地球质量的比例约为1/3600。

至此，我们就拥有了上述估计方法所需的所有值。经过一些简单的计算，我们可以得出结论，地球上大约有1.8 x 10^51 个电子。

地球上所有的电子堆起来的体积，与一只蚂蚁相比大小如何？

如果我们将地球上所有电子的数量乘以一个电子的体积，我们会发现地球上所有电子的总体积约为7.56 x 10^(-13) 立方米。

考虑到球体积累问题，这堆电子的体积取决于大量球体的不同积累模式。其中占据空间较大的称为“简单立方体堆叠”。图案。

如上图所示，在简单立方体堆积模式下，假设球体占据约52%的空间，则该模式下地球上所有电子所占据的空间体积约为1.45倍。 10^(-12) 立方米。蚂蚁有多大？以地球上最小的蚂蚁为例。

红火蚁是已知最小的蚂蚁，工蚁通常只有3 至5 毫米长，但即使是这么小的蚂蚁，体积也至少有5 x 10^(-10 ) 立方米。它的体积是地球上所有电子体积的300多倍。

结语

是的，电子出奇地小。即使你把地球上所有的电子都堆起来，它们的大小也比蚂蚁小得多。当然，体积和质量是不同的东西。根据以上数据，我们可以很容易计算出地球上每个电子的质量约为1.6 x 10^21千克，即160亿吨。他们根本无法与蚂蚁相提并论。

好了，这就是今天的全部内容。大家下次见。

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