最软的金属——铯.doc

最软的金属铯如果有人问，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。在太空中遨游为了征服宇宙，必须有一种崭新的、飞行速度极快的交通工具。一般的火箭、飞船都达不到这样的速度，最多只能冲出地月系；只有每小时能飞行十几万公里的“离子火箭”才能满足要求。有的小朋友可能会问：我们只知道原子、分子，怎么又出来一个离子？离子是什么呀？简单说吧，大家都知道，正常的分子、原子等粒子是电中性的，表现不出带有什么电荷；而离子却是带电（正电或负电）的粒子，分子、原子等带一电荷就成了离子（正离子或负离子）。前面我们已经说过，铯原子的最外层电子极不稳定，很容易被激发放射出来，变成为带正电的铯离子，所以是宇宙航行离子火箭发动机理想的“燃料”。铯离子火箭的工作原理是这样的：发动机开动后，产生大量的铯蒸气，铯蒸气经过离化器的“加工”，变成了带正电的铯离子，接着在磁场的作用下加速到每秒一百五十公里，从喷管喷射出去，同时绘离子火箭以强大的推动力，把火箭高度推向前进。计算表明，用这种铯离子作宇宙火箭的推进剂，单位重量产生的推力要比现在使用的液体或固体燃料高出上百倍。这种铯离子火箭可以在宇宙太空遨游一二年甚至更久！