前言:
提到电子,相信很多人的第一反应就是“小”,的确,电子的质量实在是太小了,以至于我们无法直接感受到它的存在,但是,尽管电子的质量小到了离谱的地步,但是地球上却有着非常多的电子,那么,地球上全部电子的总质量究竟有多大呢?下面,我们就来一起深入探讨一下这个问题。
一、电子的质量
其实,我们要想知道电子的质量,就得从“荷质比”说起,所谓“荷质比”,其实就是指带电粒子的电荷量与质量的比值,对于电子而言,它们的“荷质比”是一个固定的数值,这可以通过实验得到的数据来进行计算。
二、电荷量的测量
那么,知道了电子的“荷质比”之后,我们只需要再测量出电子的电荷量,就可以计算出电子的质量了,而电子的电荷量是怎么测量的呢?这就要提到“密立根油滴实验”了。
通过“密立根油滴实验”,科学家成功地测量出了电子的电荷量,其数值是一个基本单位的整数倍,而这个基本单位,其实就是电子的电荷。
有了电子的“荷质比”和电荷量,科学家就可以计算出电子的质量了,经过精确的计算,电子的质量约为9.10956乘以10的负31次方千克,也就是说,电子的质量非常非常地小,小到了我们无法想象的地步。
简单来说,如果我们有一颗质量为1克的花生米,现在将这颗花生米的质量缩小到与电子一样大,那么按照同等比例缩小的话,整个地球的质量就将缩小成只有大约5.4克,这样一来,我们就可以清楚地看到,电子的质量到底小到了什么程度。
三、地球上全部电子的总质量
尽管电子的质量小得离谱,但是在地球上,它们的数量却非常多,实际上,想要估算出地球上全部电子的总质量有多大,其实有一个相对简便的方法,那就是通过地球的电离度和已知元素的中子数和质子数的比例来进行估算。
通过这样的方法,科学家最终得出了一个结论,地球上全部电子的总质量大约是1.59乘以10的21次方千克,也就是说,有159亿亿吨,作为对比,地球表面的水量,大概有130亿亿吨,可以看到,电子的数量虽然非常庞大,但是在整个地球的质量中所占比例却是非常小的。