強弱相互作用力這么強,為什么我們可以輕而易舉的撕開物體?

圖片:EliasSch / CC0

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小侯飛氘 , 專業吹氫氣球/御氘術九級/聚變魔法防御術學徒撕開物體粉碎的其實是各類化學鍵 , 而化學鍵本家兒要由電磁力進獻 , 與強/弱彼此感化力關系不大 。
不外這個問題其實仍是有些價值的 , 因為化學鍵也很強 , 想要簡單粗暴的撕開它并不是件輕易的工作 。
這一點大要在1920年擺布就被發現了 。 那時科學家在研究晶體的變形時 , 發現經由過程化學鍵鍵能計較出來材料強度 , 比材料的現實強度高了幾百上千倍 。
這個計較顯然是不合錯誤的 , 因為他們設想的變形過程太簡單了 , 只有兩個

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在以上這個變形過程中 , 需要把上下兩層原子同時平移一個原子距離 。 這意味著要將滑移面上的化學鍵同時打斷再重連 , 這個過程需要很強的驅動力 , 幾乎不成能發生 。
到了1934年 , 有人提出 , 材料的變形其實是從局部起頭 , 經由過程一種叫做“位錯”的缺陷 , 一步一步完當作的:
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這種化整為零的變形體例 , 能將整體變形拆分為若干個局部變形 , 每一次變形需要的力大大削減 , 變形也就加倍輕易 。 是以 , 現實材料的抗拉/壓/剪切強度 , 往往比經由過程化學鍵計較出來的抱負強度低好幾個數目級 。
此外 , 在材料斷裂的過程中 , 另一種缺陷——微裂紋——的感化也至關主要 。
簡單來說 , 我們對一個物體施力時 , 物體內部的受力并不平均 , 大部門力會合中在微裂紋這樣的缺陷四周 , 使得局部的應力很是大 , 很是輕易經由過程上訴變形過程進一步開裂 。
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更要命的是 , 裂紋擴展是一個正反饋過程 。 也就是說 , 裂紋越長 , 應力集中效應越較著 , 進一步開裂也就越輕易 。 是以 , 若是物體內一起頭就存在比力長的裂紋 , 撕開它就會是一件很輕易的工作 。
【強弱相互作用力這么強,為什么我們可以輕而易舉的撕開物體?】很多包裝袋上城市開一個小口兒以便利撕開 , 這其實就用到了應力集中的道理 。
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