Fysikk: Hva skjer på kvantenivå når jeg river et stykke papir?


Beste svaret

Det spørsmålet er for vanskelig å svare på. Du må se på millioner av fibre hver for seg og forklare hva som skjedde med molekylære bindinger, det ville sannsynligvis ikke være den samme typen ting.

En lettere sak ville være hva som skjer når en jernstang er pent skåret i to. For det første har du ikke virkelig gjort et rent kutt hvis du har brukt verktøy for hagesorter. Å få splittene og støtene til å rette seg opp over to flater som sannsynligvis midlertidig ble deformert på utallige måter av skjæreverktøyet, ville være en praktisk umulighet.

Så la oss sette i et mellomliggende trinn eller to. Utstyr deg først med de fineste poleringsverktøyene, den typen verktøy som har den tekniske evnen til å få ting så glatt som teleskoplinser. Poler de to flatene til de er så nærme å være helt flate som noen klarer. Når du legger dem overflate til overflate, vil de holde seg sammen. (To lysbilder for mikroskopbruk vil også holde sammen på denne måten. Den eneste måten jeg noen gang har oppdaget for å få dem fra hverandre, er å skyve dem sideveis til området i kontakt er mye mindre og de avdekkede områdene gir deg en stor spakarm å trekke og skyv dem resten av veien fri.) Selv om de sitter fast sammen av atomkrefter, er det fremdeles en overflate av demarkering mellom de to blokkene. De er bare koblet sammen av krefter på de to flatene.

Sett de to blokkene i en jigg som holder dem på linje, ikke la dem bevege seg sidelengs eller skli rundt, og plasser en stor hammer rett over . La denne enorme hammeren falle, så får du en slags trykksveising som noen ganger brukes til mindre overflate- og overflatesveiser der maksimal styrke ikke er nødvendig. Et par metallplater festes sammen, og deretter settes en slags elektrisk eller hydraulisk hammer ned på stedet du vil sveise, og det gir de to arkene et enormt bankende slag som tvinger overflateregionene til å smelte sammen.

Du kan få to biter av jern laget av en bunke jern for å «gå sammen» igjen, men det ville ikke være et perfekt ledd. Det ville være litt som et brukket bein som har begynt å gro, men som fremdeles er for skjelven til virkelig å sette noe press på. (Derfor holdt de armen min i støpt i 8 uker.)

Den virkelige måten å «få dem sammen igjen» ville være å lage en skikkelig sveis der de to stengene praktisk talt blir flytende på nytt. og når de er slått sammen, etterlater ingen spor av de originale åpne flatene mellom dem.

Svar

Når du zoomer inn, tror jeg det er viktig å spørre hva du zoomer inn på På nivået av molekylet er det riktig at noen av de kovalente bindingene i lignin og cellulose som papir består av vil bryte, men mye av ripingen er bare å skille mellom tettpakkete kjeder av molekyler, og klamrer seg sammen ved hydrogenbinding. Under begge omstendigheter, hvis du bare zoomet inn på et enkelt atom, ville du se tettheten av elektroner rundt atomet skifte litt hvis en hydrogenbinding ble brutt, og skifte ganske drastisk hvis en kovalent binding ble brutt. Atomet kan være igjen som et ion eller en radikal, og for en tid på skalaen til nanosekund vil det forbli i denne ganske ustabile sta te før du reagerer, på hvilket tidspunkt du vil se elektrondensitet skifte igjen. Du ville også ha introdusert mye energi i molekylenes vibrasjonstilstander, så du vil observere atomenes gjennomsnittlige plassering som svinger ganske tilfeldig (papiret vil til og med være litt varmere, men sannsynligvis ikke i den grad du ville legg merke til om du rørte ved det).

Papirets kjemiske struktur er veldig kompleks, så det er veldig utfordrende å forutsi nøyaktig hvordan elektrondensiteten vil se ut under hele denne prosessen. Hvis du så på et stort antall atomer under denne prosessen, ville du finne at hver prosess ville se litt annerledes ut for hvert av atomene.

Selvfølgelig, hvis du virkelig var nysgjerrig på hvordan strukturen av kjernene endres, så er Pratik riktig: ingenting vesentlig vil skje med dem. Kjerner er ganske ugjennomtrengelige for alt vi kan gjøre mot dem med hendene. Tettheten til partiklene inne i kjernen vil nesten helt sikkert ikke endres med noen observerbar mengde.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *