当我用一把非常锋利的刀切割物体时,我是切开了原子还是只是把它们推到另一边?

2024-11-19 阅读 9
更新于 2024年11月21日
个人觉得这个问题得非常好,我结合内网和外网的资料整理了以下答案。
首先,刀子不是在切割原子。在原子尺度上,被切割的材料和刀子​​看起来基本上是平的(好吧,粗糙,但刀子无论如何都不锋利)。这是通过电子显微镜看到的刀刃。比例尺是 1 微米,大约是 1000 纳米,比原子大 10,000 倍。
这是稍微大一点的陶瓷图像:
(JEOL 6490 低真空扫描电子显微镜)撕裂原子所需的力量远远超过用刀所能产生的力量,而且所需的长度也是完全不合适的。
那么到底发生了什么?正如你所看到的,虽然它们在我们眼中看起来很光滑,但真实的材料却是杂乱无章的,它们根本不是由有序的原子排列而成的。将原子结合在一起形成分子的键很强,但将分子结合在一起的键(或将分子组结合在一起的键)可能要弱得多。
当你用刀切割这种材料时,你实际上所做的就是推动和变形材料。但你用手臂施加的所有力量都被传递到一个略小于一微米的区域。从材料本身的角度来看,这种力量将使刀刃附近的材料发生剧烈变形。最终,材料变形严重,以至于撕裂——分子之间较弱的键会断裂,尤其是在材料缺陷或其他薄弱点附近。
刀子之所以能切割,并不是因为它的锋利刀刃会滑入任何物体之间。从分子的角度来看,锋利的刀子切割起来和钝刀子一样凶猛。但用锋利的刀子,你可以把所有的力都施加在更小的区域上,因此,当材料变形时,分子之间的键就会断裂。
据说把人封印进水晶里,水晶的原子矩阵会被扭曲而产生电势,所以每一个封印着大魔王的水晶都是电池,封印着宇宙神级魔王的水晶,甚至可以达到5号电池的水平。
你用刀劈开水晶解放了魔王,泄漏了积聚的电势能,把好好的电池浪费了。