母亲只好暂停影视,给孩子们科普:“这是因为每一个原子的中心,都有一个原子核,而原子核的外围通常被一种看上去好像带负电子的云状物——电子云包围着。因此,当两个原子靠近时,原子核外围带负电的电子云之间就会相互排斥,导致二者无法重叠,所以两个原子之间必然有距离。我们平日里的触感,就是来源于带负电的电子云之间的力场相互排斥产生的结果。”
“妈妈,那既然从量子的微观层面,原子与原子之间并不存在直接接触,那为什么不同的物质,我们能摸出各种不同的质感?”三姐边问边用手触摸着周遭的物品。
母亲笑语盈盈地说:“因为不同物质原子键合和键能不一样,以及电子所处的能级分布不同。从而造成了不同材料软硬度、强度和导热导电能力不同,所以触感自然也就不一样啊。”
“还记得妈妈之前给你们讲解过的四种基础力吗?说到这,母亲环视了一圈孩子们,又继续补充:“嗯,没错,就是电磁力、强核力、弱核力和万有引力。原子与原子之间,虽然不存在实际意义的直接接触,但却可以通过这四种基本力进行相互影响,从而产生各种不同的质感。就拿我们身前的这张桌子以及桌上的物品为例,金属物因为表面的电子比较自由,容易与其他物体的电子相互作用,所以触感就比较冷硬。而木材、塑料等有机物,因为分子结构更复杂,电子云的分布也不同,所以触感自然也会不一样。木材可能会给人一种冷暖适中、稍带涩滑和硬度适中的感觉,而塑料则更显光滑且稍带冷硬……”
说起物理学,母亲神采奕奕,笑得更加灿烂,像胸中有一团火,感染着孩子们,点亮孩子们的科学兴趣。
“说白了,其实所谓的触感,就是当我们的肌肤在与其他物体接触时,由于分子间(包括原子间的电磁力)的相互作用,激活了神经元向大脑发送电信号,再处理为感知的过程。”母亲总结道。
“妈妈,为什么正常情况下,原子与原子间始终会保持着固定的距离和无法重叠?这是为什么?”三姐一脸好奇地问。
“这可说来话长了……”母亲轻叹了口气,“因为这得涉及到研究生以上的相关专业科学知识才行,不是一两句话就能说得明白的。”