世界上的的电子总质量真的只有几十克吗?

作者:小编 阅读:8351 发布时间:2020-03-19
摘要:错误的是,世界上电子的总质量不能只有几十克。尽管单个电子的质量仅为9.1110 ^ -31 kg,但是电子的总数非常大,因此电子的总质量将会很高。如果地球上电子的总质量只有几十克,由于质子的质量是电子的一千倍以上,那么地球上质子的总质量只有几十公斤(

世界上的的电子总质量真的只有几十克吗?

错误的是,世界上电子的总质量不能只有几十克。尽管单个电子的质量仅为9.11×10 ^ -31 kg,但是电子的总数非常大,因此电子的总质量将会很高。如果地球上电子的总质量只有几十克,由于质子的质量是电子的一千倍以上,那么地球上质子的总质量只有几十公斤(假设地球是电中性的),中子的质量也差不多是几十公斤(中子的数量和质量大致相当于质子)。由于质子,中子和电子构成所有物质,因此这意味着地球的总质量只有一百公斤,这与地球的总质量接近6000亿公斤这一事实严重矛盾。

尽管地球由于太阳风的作用而被电离,但地球的电离度非常低,只有十亿亿(10 ^ -27),因此可以认为地球是电中性的。物质的组成通常由质子,中子和电子的三种粒子组成,质子带有正电荷,中子不带电,电子带有负电荷。因此,对于近似电中性的地球,质子数和电子数近似相等。尽管已知各个质子,中子和电子的质量,但是为了计算电子的总质量,必须知道质子与地球中子的比率。

以质量比计,地球总质量的32.1%是铁,30.1%是氧,15.1%是硅,13.9%是镁,2.9%是硫,1.8%是镍,1.5%是钙和1.4 %是铝。其他元素占1.4%。对于具有更高原子序数的元素,子代数大于质子数。对于原子序数较低的元素,质子数和中子数基本相等。由于地球的元素组成是原子序数低的元素,因此可以认为质子数,中子数和电子数相等。单个质子的质量和中子的质量几乎相等,而单个质子的质量是单个电子质量的1836倍。据此可以计算出电子总质量占地球质量的0.0272%(1 /(2×1836 + 1)),因此电子总质量为1.63×10 ^ 21 kg,或者1630亿吨。

因此,说世界上的电子产品加起来只有几十克是错误的。实际上,这里的几十克是指构成互联网的所有移动电子的质量。根据哈佛大学物理学家拉塞尔·塞兹(Russell Seitz)的说法,互联网上可能有75至1亿台服务器,每台服务器的功率在350至550瓦之间,因此总功率约为400亿瓦。由于硅逻辑电路的工作电压约为3伏,而1安培电流约为10 ^ 18电子/秒,因此,如果芯片的平均运行速度为10亿赫兹,则互联网将由约50克运动电子组成。 。如果您计算个人计算机的数量,该数据将是原来的三倍。

但是,这个估计是在2006年做出的,现在已经超过10年了,并且Internet上的数据量已经大大增加了。在目前的水平上,互联网上运动电子产品的质量可能已经达到数百公斤。

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