最软的金属——铯

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最软的金属——铯

公主 侯英超

发布日期:2011-09-12 14:44:15

最软的金属——铯







公主 侯英超

发布日期:2011-09-12 14:44:15


如果有人问,自然界里最软的金属元素是什么?你可以这样回答,铯就是最软的金属,它甚至比石蜡还软。
  
  铯具有活泼的个性,它本来披着一件漂亮的银白色的“外衣”,可是一与空气接触,马上就换成了灰蓝色,甚至不到一分钟就自动地燃烧起来,发出玫瑰般的紫红色或蓝色的光辉,把它投到水里,会立即发生强烈的化学反应,着火燃烧,有时还会引起爆炸。即使把它放在冰上,也会燃烧起来。正因为它这么地“不老实”,平时人们就把它“关”在煤油里,以免与空气、水接触。
  
  最有意思的是,铯的熔点很低,很容易就能变成液体。一般的金属只有在熊熊的炉火中才能熔化。,可是铯却十分特别,熔点只有摄氏二十八度半,除了水银之外,它就是熔点最低的金属了。大家都知道,我们人体的正常温度是摄氏三十七度,所以把铯放到手心里,它就会像冰块掉进热锅里那样很快地化成液体,在手心里滚来滚去。
  
  在自然界里,铯的分布相当广泛,岩石、土壤、海水以至某些植物机体,到处都有它的“住地”。可是铯没有形成单独的矿场,在其他矿物中含量又少,所以生产起来很麻烦。一年下来,生产出的铯很少,“物以稀为贵”,现在铯比金子还贵。
  
  最准确的计时仪器
  
  用铯可以做成最准确的计时仪器——原子钟。
  
  一说到钟,你们自然明白这是一种计量时间的工具。人类的生活和生产活动离不开计时,想想看,如果有一天起床后,世界上所有的钟表都不翼而飞了,世界会变成什么样子呢?
  
  过去,人们确定时间都拿地球的自转作为基准。地球是个天然的计时器,它每昼夜绕轴自转一周,寒来暑往,年年如此。人们把地球自转一周所需要的时间定为一天——二十四小时,它的八百六千四百分之一就是一秒,秒的时间单位就是这样来的。
  
  但是,后来人们发现,由于潮汐力等许多因素的影响,地球不是一个非常准确的“时钟”。它的自转速度是不稳定的,时快时慢。虽然这种快慢的差别极小,但累计起来,误差就很大了。
  
  有没有一种更准确的计时仪器呢?
  
  人们开始打破旧的传统习惯,大的一头不行,往小的一头探索。人们发现:铯原子的第六层——即最外层的电子绕着原子核旋转的速度,总是极其精确地在几十亿分之一秒的时间内转完一圈,稳定性比地球绕轴自转高得多。利用铯原子的这个特点,人们制成了一种新型的钟——铯原子钟,规定一秒就是铯原子“振动”九十一亿九千二百六十万一千七百七十次(即相当于铯原子的最外层电子旋转这么多圈)所需要的时间。这就是“秒”的最新定义。
  
  利用铯原子钟,人们可以十分精确地测量出十亿分之一秒的时间,三百年来积累起来的时间总误差不超过五秒,精确度和稳定性远远地扭过世界上以前有过的任何一种表,也超过了许多年来一直以地球自转作基准的天文时间。
  
  人类创造性的劳动得到了收获。大家知道,在我们日常生活里,只要知道年、月、日以至时、分、秒就可以了。但是现代的科学技术却往往需要精确地计量更为短暂的时间,比如毫秒(千分之一秒)、微秒(百万分之一秒)等等。有了像铯原子钟这样一类的钟表,人类就有可能从事更为精细的科学研究和生产实践,比如对原子弹和氢弹的爆炸、火箭和导弹的发射以及宇宙航行等等,实行高度精确的控制,当然也可以用于远程飞行和航海。