為什麼引入了阿伏伽德羅常量(也叫洛施密特常量)後,估算原子的大小成為了可能?閒時亂翻書2018-03-03 11:30:07

這是一個很長的故事,幾乎貫穿了半部物理學史,各路大神都要紛紛登場,本來打算在以後在頭條號寫文章說這一個故事,現在先簡略說一下吧。

下面開始了。

中學時我們都學過理想氣體方程,描述的是理想氣體處於平衡態時,其溫度、壓強、體積、物質的量直接的關係,波義耳、馬略特、查理、蓋。呂薩克、阿伏伽德羅,各路大神都登場做了巨大貢獻,這些人都是當時翹楚,最後由克拉伯龍總結了一下,得出了一個理想氣體方程,PV=nRT,這一個方程就把所有有關的宏觀的量放在了一起。

體積、壓強這兩個量我們都好理解,也好測量,可是溫度T呢,可不是我們平常所說的攝氏度,當然也不是華氏度,是什麼呢?是絕對溫度,絕對溫度就是攝氏度加上273。15,因為絕對零度是-273。15℃,這是誰說的呢?是開爾文爵士,就是在世紀末物理學年會上提出物理學的兩小片烏雲的那位大牛,開爾文爵士是當時的大牛,要不怎麼會請他做世紀總結報告呢,而且還是爵士,當時科學家地位非常高,只要做出巨大貢獻,皇室直接冊封爵位,要知道別人的爵位都是靠祖宗真刀真槍拼出來的,而科學家沒有生命危險就能獲得,可見科學家地位之高,那可比現在的院士高多了。

還有一個是摩爾,就是那個n,摩爾是個神奇的單位,是七大基本單位之一,是物質的量單位,直接打通了微觀和宏觀,而且把萬物同一,它的定義就是一摩爾物質包含阿伏伽德羅常數個微粒,或者原子或者分子或者離子等等。

阿伏伽德羅常數常數終於出現了,雖然姍姍來遲,但是還是來了,來都來了,就說兩句唄。

阿伏伽德羅常數並不是阿伏伽德羅提出的,而是後人為了紀念他才命名的,他當時提出的是阿伏伽德羅定律,就是同溫同壓同體積的氣體含有相同的分子數,至於常數的測定,還需要後來人。

第一個測定阿伏伽德羅常數的是約翰·洛施米特,題主已經說出來了,所以阿伏伽德羅常數又叫洛施米特常數。

後來大家又用各種方法測量了阿伏伽德羅常數,包括電解法、X射線法等等,其中電解法還用到了法拉第常數,還記得法拉第嗎?他也被迫來串個場,在我的頭條號文章中有他的故事,大家可以移步去看一眼,感受一下他的偉大的成就和高尚德操。

現在是不是說完了,當然沒有,大家一定已經看出來了,現在說的都是質量和阿伏伽德羅常數的關係,阿伏伽德羅常數的定義都是12克C12中包含的原子數,透過之前的實驗可以知道原子的分子的中子質子的電子的質量,可以題主說的不是大小嗎?

而且阿伏伽德羅當初的論斷就建立在氣體的體積主要取決於氣體分子之間的距離而不是其大小。

要想看大小,還得請外援啊。

植物學家布朗說我有一點想法,植物學家總是喜歡亂入,當初列文虎克就是鼓搗顯微鏡成了生物學家的,布朗提出了布朗運動,就是花粉顆粒在水中會不規則的運動,至於為什麼呢,布朗說我是搞植物的,與我無關。

還得請大神啊,這次是愛因斯坦。

在1905年,愛因斯坦寫了五篇論文,其中最出名的就是《論動體的電動力學》,後來被稱為狹義相對論,但是其餘的論文也不同凡響。

其中一篇就是解釋布朗運動的,叫做《分子大小的新測定法》,這篇文章認為布朗運動就是分子不斷無規則運動撞擊花粉顆粒造成的,並且提出了測定分子大小的方法。

物理學家佩蘭按照愛因斯坦的說法,重新測定了阿伏伽德羅常數,同時也測定了分子大小,而且還證明了原子說,並且獲得了諾貝爾獎,愛因斯坦表示不服,為什麼沒有因此給我諾貝爾獎,從此可以看出,愛因斯坦有多麼偉大,他的論文集就是諾貝爾獎名單,只要深入研究就會獲得諾貝爾獎,去年的引力波獲獎也只是證明了他當初的一個猜想。

還有一個R沒說,因為P、V、T、n都已知了,R就可以直接算出來了,但是這個R也不簡單。前面已經說過了,R和法拉第常數有關。

R還和玻爾茲曼常數有關,R=kNA,NA就是阿伏伽德羅常數,k就是玻爾茲曼常數,由玻爾茲曼提出,普朗克測定,這不又來了兩位大神客串。

順便再安利一下玻爾茲曼,這位大神一生孤苦,最後被迫自殺,而如果愛因斯坦的論文早發表幾年,佩蘭早做幾年實驗,或許玻爾茲曼會安度晚年。

在我的頭條號文章裡有這些大神的文章,如果沒有的話,那就先關注一下,我會陸續寫出來。

好了,最後還是 希望大家多關注,多點贊,多評論,多轉發,謝謝大家。

為什麼引入了阿伏伽德羅常量(也叫洛施密特常量)後,估算原子的大小成為了可能?紅塵匆匆過客夢2018-03-03 12:40:13

因為引入後可以衡量原子微粒的數量多少,即摩爾mol(物質的量國際單位),阿伏伽德羅常數≈6。02×10^23,1摩爾任何物質含有阿伏伽德羅常數個微粒,那麼如果知道某物質的摩爾體積等,就可計算得到該物質的原子大小近似值