原子间有很多空隙，由原子组成的杯子和桌子，为什么杯子放在桌子上没有掉下去？

Question

如题所述

Answer 1

主要有两个原因：

1. 构成原子的基本粒子――电子、中子、夸克作为费米子，服从泡利不相容原理，它们相互之间保持着适当的平均距离，因而十分稳固不会塌陷。

2. 核外电子在原子核的库仑力的作用下，以量子力学规则分布于原子周围。在原子的尺度下，核与电子之间存在较大的距离。一个原子中约有 99% 的位置都是空旷的。质子的质量约为电子的 1836 倍，是一个相当可观的数量级。

以致于宏观物体中相当一部分静质量是由原子核提供的。因此，质子可以被认为是静止不动。于是，物体之间的弹性力的本质就是物体接触面大量电子间静电斥力的加和，即大量分子间相互作用的宏观体现。物体之间的弹性力与摩擦力足以使两个物体无法占据同一位置。

生活中，你也会注意到你自己和你身边的物体都很稳定，不像电灯泡在打开时发光，熄灭时却不亮了。这是因为构成物体的费米子之间服从泡利不相容原理，它们相互之间保持着适当的平均距离，因而十分稳固不会塌陷。当然，这也是元素周期表存在的原因。

与费米子相对的玻色子，如构成光的基本粒子――光子，却能连绵不断地布满所有能够占据的空间（静质量为 0），并可以在灯泡发光时大量产生，原因是光子数在相互作用的过程中（准确地说是拉矢量中存在导致光子数不守恒的项）不是守恒的，而费米子数目却是守恒的，因此其表现得并没有费米子那么稳定。