1. 汤姆逊效应，气体释放压力为什么会变低温？

气体释放压力会变低温，是因为当气体从高压区域流向低压区域时，气体分子之间的相互作用力减小，分子间的距离增大，导致气体分子的平均动能减小，温度降低。这个现象被称为焦耳-汤姆逊效应。

2. 原子一定是圆的吗？

虽然，我们没有任何的观测可以直接得出了原子式一个球体，但是开尔文（开尔文就是开尔文男爵，即威廉·汤姆森，是一位物理学家。他的成就有，1848年创立了热力学温标 ，1851年提出热力学第二定律 ，1852年发现焦耳-汤姆逊效应效应，以及在大西洋海底装设海底电缆）认为原子是实心球体加电子环绕。不过那是人家1902年的想法，早就被后人所否认了。目前，原子模型中还是球体的，只有氢原子基态电子概率密度（即所谓的电子云）。 氢原子处于基态（即 1s 态，n=1,l=0,m=0）时，

角度部分

所以是一个球。

不过，再说到宇宙中的星体，为何是个球体的时候，就不能一概而论了。

我们通过天文学的观测，可以看见，在宇宙中，有很多的星球，无论是恒星还是其他行星，只要稍微大一点，质量大一点，它们无一例外都是球形的，没有一个是方形的。你见过方形的太阳吗？为什么星球是圆的，而不是方形的呢？因为，这样是宇宙中大天体多能达到的最稳定形态。大天体的形状，不是由原子的形状决定的，而是由它所具有的万有引力和斥力的平衡所决定。

当行星（恒星）的质量达到一定程度时，引力的挤压就会导致内部熔化，成为熔岩（流体）。此时，这颗天体的形状将由引力与分子之间的斥力决定。分子之间的斥力虽然强大，但只有在很短的距离内才会有效。而引力的作用，虽然也可以达到无限远，但是引力它却是最弱的一种力（爱因斯坦认为万有引力根本就不是一种“力”。）。当分子之间的距离过远时，引力就会将这些分子相互拉近，并挤压在一起。在分子之间过分的接近后，这个时候，斥力就会生效了，它可以轻易战胜引力，将各个分子相互的推开，直至推到足够远后，引力再次打败斥力将其拉近。宇宙中的所有的行星的整体结构就会在这样的循环中反复调整，直至到了最后，达到了一种平衡状态。当行星的机构中，每一个部分都处于引力和斥力的平衡状态时，星球就会变成球形。所以说，星球变成球形是各种力平衡的最佳结果。

结论就是，不管原子是什么样，即使原子是方形的，宇宙空间的所有的星球最终都只能是球形的形态，而不可能是方形的形态。

3. 半导体致冷片制冷片原理是什么？

在原理上，半导体的制冷片只能算是一个热传递的工具，虽然制冷片会主动为芯片散热，但依然要将热端的高于芯片的发热量散发掉。在制冷片工作期间，只要冷热端出现温差，热量便不断地通过晶格的传递，将热量移动到热端并通过散热设备散发出去。因此，制冷片对于芯片来说是主动制冷的装置，而对于整个系统来说，只能算是主动的导热装置，因此，采用半导体制冷装置的ZENO96智冷版，依然要采取主动散热的方式对制冷片的热端进行降温。 风扇以及散热片的作用主要是为制冷片的热端散热，通常热端的温度在没有散热装置的时候会达到100度左右，极易超过制冷片的承受极限，而且半导体制冷效率的关键就是要尽快降低热端温度以增大两端温差，提高制冷效果，因此在热端采用大型的散热片以及主动的散热风扇将有助于散热系统的优良工作。在正常使用情况下，冷热端的温差将保持在40～65度之间。 当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成电偶对时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能量的转移，电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量，成为冷端由P型元件流向N型元件的接头释放热量，成为热端。吸热和放热的大小是通过电流的大小以及半导体材料N、P的元件对数来决定，以下三点是热电制冷的温差电效应。1、塞贝克效应 （SEEBECKEFFECT） 一八二二年德国人塞贝克发现当两种不同的导体相连接时，如两个连接点保持不同的温差，则在导体中产生一个温差电动势：ES=S.△T 式中：ES为温差电动势 S为温差电动势率（塞贝克系数） △T为接点之间的温差2、珀尔帖效应 （PELTIEREFFECT） 一八三四年法国人珀尔帖发现了与塞贝克效应的效应，即当电流流经两个不同导体形成的接点时，接点处会产生放热和吸热现象，放热或吸热大小由电流的大小来决定。 Qл=л

.I

л=aTc 式中：Qπ为放热或吸热功率 π为比例系数，称为珀尔帖系数 I为工作电流 a为温差电动势率 Tc为冷接点温度3、汤姆逊效应 （THOMSONEFFECT） 当电流流经存在温度梯度的导体时，除了由导体电阻产生的焦耳热之外，导体还要放出或吸收热量，在温差为△T的导体两点之间，其放热量或吸热量为： Qτ=τ.I.△T Qτ为放热或吸热功率 τ为汤姆逊系数 I为工作电流 △T为温度梯度 以上的理论直到本世纪五十年代，苏联科学院半导体研究所约飞院士对半导体进行了大量研究，于一九五四年发表了研究成果，表明碲化铋化合物固溶体有良好的制冷效果，这是最早的也是最重要的热电半导体材料，至今还是温差制冷中半导体材料的一种主要成份。 约飞的理论得到实践应用后，有众多的学者进行研究到六十年代半导体制冷材料的优值系数，才达到相当水平，得到大规模的应用，也就是我们现在的半导体制冷片件。 中国在半导体制冷技术开始于50年代末60年代初，当时在国际上也是比较早的研究单位之一，60年代中期，半导体材料的性能达到了国际水平，60年代末至80年代初是我国半导体制冷片技术发展的一个台阶。在此期间，一方面半导体制冷材料的优值系数提高，另一方面拓宽其应用领域。中国科学院半导体研究所投入了大量的人力和物力，获得了半导体制冷片，因而才有了现在的半导体制冷片的生产及其两次产品的开发和应用。 以上内容来自

4. thomson效应？

吉布斯一汤姆逊效应是指平衡相变参量随界面曲率而变化的现象。界面能的存在有使界面面积缩小的倾向，从而在弯曲界面上产生一个附加的界面压力，使得平衡时由弯曲界面分开的两相内压力不相同，导致平衡相变参量随界面曲率而变化。

5. 电子为什么不会掉入原子核？

原子内部，电子为什么不会掉入原子核？怎么解释β衰变？

中学的时候老师就告诉我们电子围绕着原子核运行，也告诉我们原子核电荷是+，电子电荷是-，也许当时有很多同学都想到了一个问题，正负电荷会在库仑力的作用下相互吸引，最后中和，可能这个念头一闪而过，但肯定有很多朋友提出问题来了，不知道各位的是老师怎么回答的，有没有给出令人信服的答案，我们今天来简短讨论一下！

一、原子模型

我们现在已经知道原子核周围环绕这一团概率云模式存在的电子，无休无止，除非温度达到绝对零度-273.15℃，但即使如此也仅仅是停止热运动，而在量子物理的视角中，电子的运动永不停息！

1803年时，道尔顿提出了原子是一颗不可分割的实心球理论，他认为这是我们世界中所有物质都是由这种不可分割的小实心球构成！尽管现在看起来似乎有些可笑，但那是现代微观粒子模型的第一步，已经难能可贵了！

而随后的汤姆逊模型-卢瑟福模型-波尔模型，越来越接近现代原子模型，一直到薛定谔的电子云模型，我们认识的电子清晰的轨道模型到模糊的电子轨道，到最后它的能量和位置不可能同时测定的量子力学模型！

二、电子的跃迁和泡利不相容原理

物质种类属性是由原子核中的质子数决定的，但它的部分化学属性却是有其核外电子所决定，不同物质的原子的核外电子分布是不一样的，它们都在不同的轨道上以概率云模式出现，请注意，电子尽管是以概率方式出现，但它只会出现在相应的能级附近！

而电子获得外界能量输入后，将会跃迁到更高的能级，但这不是它应该呆的地方，以能量最低原理，它会重新跌落到原来的轨道，在这个过程中，电子会释放出光子，这个过程就是我们这个世界中绝大部分能量来源的原理，比如大部分发光发热的行为都是电子的行为导致！

输入不同的能量，电子会释放出不同波长的光子，一直到极高能级的X射线！但在这个过程中，释放光子后的电子会跌落到原来的轨道上！那么这些跌落到一起进入原子核吗？完全不会，因为当前能级即最低能级的电子，它再也无法输出能量跌落到更低的轨道上，如果你想这么做，那么得输入能量！

而泡利不相容原理则从根本上杜绝了这个想法，两个全同的费米子（例如电子，夸克等）是不能处在相同的量子态的。也就是说电子它不可能无限接近，而成为一个位置与动量都可以测定的形态！这种由泡利不相容原理构成的斥力我们将其称为简并力，请注意它并不是我们所熟悉的四大基本力中的任何一种！

简单的说从电子轨道想原子核运动并不是跌落，而是一种需要极大能量支撑的“爬山”运动，这似乎和我们理解的宏观世界有点不一样？没错，这就是量子力学的世界。

三、原子核内的世界

1、质子+电子=中子？其实这个等式不成立哦

原子核内只有质子和中子，但这两种其实都可以通过电子和另一个途径来得到互相转换！不过这需要有个条件，比如质子获得一个电子会中和成中子，但它的总质量总是大于质子+电子的质量和！

质子的质量为1.672621637×10^-27千克,

中子的质量为1.674927211×10^-27千克

电子的质量为：9.10956×10^-31kg

1个中子的质量大约是一个质子+2.5个电子的质量，那么请问这多余的1.5个电子的质量来自哪里？幸亏爱因斯坦的质能方程解释了这个问题，否则事情就严重了，因为凭空产生了质量，但事实上并不是！

爱因斯坦的质能方程阐述的核心思想其实并不是质能转换，而是质量只是能量的另一种变现方式，当然能量也是质量的另一种表现方式！在这个中子质量增加这个案例中，是中子内部的束缚夸克的胶子能量增加，最终表现出来的中子整体质量！

上图为标准粒子模型，通过左上角的质量表达式可以计算出夸克的质量为多少，如果您注意这个值那么就会发现组成质子和中子的轻夸克质量很小，但质子和中子的质量却很大，质量来自哪里？就是夸克和夸克之间的结合能！

因此从这个意义上来理解，质子和电子结合是需要大量的能量的，这个能量最终让中子的质量增加，所以，这个角度上也不能理解电子是坠入质子的，而是需要大量的能量才能让电子爬上质子！

2、中子的衰变

脱离了原子和的自由中子是不稳定的，而质子是稳定的粒子，它会跃迁到后者，并释放出能量，这个过程会在15分钟内发生，最终衰变成一个质子、一个电子和一个反中微子，事实上这个过程也会在原子核内不的中子中发生，但时间上会更慢，而且这是一个随机性行为！

三、中子星

中子星是恒星的其中一个归宿，它的中子成因就是超过钱德拉塞卡极限的内核，引力坍缩时突破了电子简并压将电子压入了质子，与质子中和成了中子！而白矮星则是尚未超过钱德拉塞卡极限的恒星内核引力坍缩和电子简并压处在了某种平衡状态的天体！两者的差异就是外界输入的能量是否足够，在恒星坍缩时这个能量有内核质量的引力坍缩能提供！

中子星和传说中的夸克星，理论上夸克星是存在的，但从未被观测到过！

6. 什么叫焦耳—汤姆逊效应？

在气体通过节流阀的过程中，会产生压力突变，继而引起温度发生改变。这种现象被称为焦耳-汤姆逊效应（有时也称汤姆逊-焦耳效应 ），事实证明，这一现象对制冷系统以及液化器、空调和热泵的发展起到了非常重要的作用。例如，这一效应可以用来解释为什么当我们从自行车轮胎中释放空气时，轮胎气门会变冷。

当流动的气体通过调压器时（此时调压器起到的作用类似于节流装置、阀门或多孔塞），就会发生焦耳-汤姆逊效应所描述的温度变化。然而，这种温度变化并不总是我们想要的。为了平衡与焦耳-汤姆逊效应相关的温度变化，我们往往会用到加热或冷却元件。

7. 太阳为什么会一直燃烧？

地球上的生物能够一直存活下去是需要能量的，而由于地球内部有厚厚的岩石层，因此，地心的能量无法传导到地球表面。地球上的生物主要依靠太阳辐射的能量。举个例子，以植物为基础的食物链，植物通过光合作用固定太阳能，然后通过食物链一步步传导到顶级掠食者。

恰好太阳是非常稳定的能量源，时时刻刻都在向外辐射稳定的能量，这才使得地球的生物可以一直存活下去。那么问题来了，太阳是如何稳定地保持着持续不断的能量输出的呢？

太阳为什么能发生核聚变反应？

话说在138亿年前，宇宙诞生于一次大爆炸。宇宙大爆炸之后，逐渐形成了质子、中子、电子等粒子。到了宇宙大爆炸之后的38万年，原子结构得以形成。此时，宇宙中绝大多数的元素是氢元素，占比达到75%。剩余的几乎都是氦元素，其他的元素占比极其少，连1%都不到。

即便到了现在，氢元素和氦元素的比重依旧占到了99%。因此，宇宙的恒星几乎都是由氢元素和氦元素构成的。不过，恒星实际上和其他天体有点不同，它们的质量很大。举个例子，太阳是太阳系唯一的恒星，它的质量占到了整个太阳系总质量的99.86%。

由于太阳的质量巨大，因此，太阳的引力就会非常大。太阳的引力会挤压自身，如果没有任何力与其抗衡，那么太阳就应该被压成一个点。那事实上并没有如此，这是因为在挤压过程中，太阳内核的温度会持续升高。不过，这温度实际上达不到核聚变反应的温度。那太阳内核为何还能进行核聚变反应呢？

在微观世界中，存在着一种叫做量子隧穿效应的现象。意思是说，原本需要足够大能量才能实现的反应，在微观世界中也有一定的概率会发生，只不过这个概率非常低。因此，在地球上这个反应没有发生，但是要知道太阳的质量可是地球的33万倍，粒子数远远多于地球。因此，在如此巨大的基数面前，这个反应就得以进行。

不过由于量子隧穿效应的存在，因此太阳的核聚变反应不会像氢弹快速地进行，也就不会一下子全炸了，而是慢慢地反应，慢慢地释放能量。

那太阳内核的核聚变反应是如何进行的呢？

太阳的核聚变反应

由于太阳内核的温度可以达到1500万度，此时原子中的电子可以获得足够多的能量，而摆脱原子核的束缚，成为自由电子，太阳内的物质状态处于等离子态。

其中有大量的氢原子核，氦原子核，电子和光子等粒子。一对氢原子核相遇时，由于原子核都是带正电的，根据同种电荷相排斥的原理，氢原子核之间应该会因为静电斥力而相互远离。但是在弱力的作用下，就有一定的概率使得其中的一个氢原子核（质子）反应生成中子，然后两者结合在一起成为氘核，也就是原子核内有一个质子和一个中子，这是第一个阶段的反应，也是最难发生的。整个反应分成3个阶段，最终的结果其实是4个氢原子核（质子）反应生成氦-4原子核。

在反应的过程中，反应前后会有质量的损失，这部分质量的损失会以能量的形式释放出来。我们可以通过爱因斯坦的质能方程E=mc^2来计算能量大小，其中c是光速3*10^8m/s，E是释放的能量，m是损失的质量。

通过质能方程，我们就可以知道，即便是损失的质量很小，乘以光速的平方也是一个巨大的数字。所以，太阳能够稳定输出能量。而核聚变能够产生对外的压力，这个压力可以和太阳自身的引力形成动态平衡，引力使得核聚变反应不会特别剧烈，反过来核聚变产生的对外压力使得引力不能把太阳压成一个点。

实际上，人类对于太阳能的使用是十分低效的，地球每秒钟接收到的太阳辐射能量只占太阳每秒钟向外辐射的总能量的22亿分之一，而这部分被地球接收的能量只有万分之一是被人类所使用的，也就会说，人类使用的太阳能只占太阳辐射总能量的22万亿分之一。