看你切割的速度有多快了。
只需要达到99.9999%光速,你就可以切开一张纸的所有原子。
以下是探讨和计算过程:
一把刀能打造的极限锋利程度,刀刃宽度约1μm左右。
远远超过一颗原子核直径量级的10亿倍左右。
如果把人看做一颗原子,这把刀的刃口相当于100万公里,接近地月距离的3倍。
我们姑且认为,刀刃上的原子撞碎纸张原子,也算是“切”碎。
一张纸主要的材料为纤维素。
化学式为:
这是大多数刀口的形状:
一把刀切过纸面,留下的是一个切口(尖端很小的梯形沟槽),切口中的所有原子被切碎。
构成纤维素的单糖分子大小约1nm数量级,那么刀刃最下沿覆盖的最少糖分子为:1000个。我们假设划过的是A4纸,A4纸厚104μm,那么沟槽高度上切碎糖分子为:10.4万个看这些刀刃的切斜面,预估切口上沿宽度大约是高度的1/2,故而上沿切碎糖分子为:5.2万个A4纸宽21cm,切口长度上覆盖的分子约:2.1亿个
根据梯形体体积公式,可以求得沟槽摧毁的总糖分子个数为:
5.7876×10^17个
那么刀切过的分子量约为:
接下来,我们计算,这些原子被全部轰击成质子(或氢原子,电子轨道的能量在核能面前我们忽略不计)需要吸收的热量。
相对原子质量:
C为12.0107uH为1.00794uO为15.9994u
一个
的相对原子质量为:6×12.0107+10×1.00794+5×15.9994=162.1406u
切碎后氢原子总质量增加:
1.00794×162-162.1406=1.14568u (相当于增加了0.7066%的质量)
已知1u =1. 6606 ×10^-27kg
那么整张纸切开,凭空增加的总质量为:
1.6606×10^-27×1.14568×5.7876×10^17=1.1×10^-9kg (约1.1μg)
根据质能方程,得到总共吸收的核能约:
E=mc^2=10^7 J
铁原子撞击过去,其实它也会裂变吸收能量,如果我们假设轰击在碳和氧原子上的每一颗铁原子都会碎为氢原子,再加上额外的能量浪费,所需能量最多再增加一个数量级。
预估为10^8 J
在高能状态下,原子和原子之间的碰撞概率是极低的。
一般来说,速度越快,散射(碰撞)截面越小。
铁原子的撞击必然是接近光速的,所以我们以尽可能大的速度来考虑。
要让原子核与原子核之间发生直接碰撞,概率大约只有10万分之一。
铁的密度大约是纸密度的8~9倍,可简算得,轰击在纸张上的铁原子质量大约为:
1.56×10^-12 kg
把洛伦兹因子带入动能公式,易知,近光速时轰击铁原子的动能为:
把相关数据带入公式,我们便得到了这把刀的速度:
v=0.999999 C
也即99.9999%光速。
与光速仅仅只差300m/s。
此时整把刀的动能高达 10^20 J,相当于数千亿TNT当量,大约相当于1万颗沙皇核弹的总当量。
如此庞大的能量,足以带给局部地球生命带来灭绝性的灾难。
如果挥刀距离足够短,挥舞这把刀的手臂力量可达 10^21 N的数量级,胳膊内韧带承受的压强至少高达10^26 Pa。
已知白矮星内部压强也才10^22 Pa。
那么需要中子星材质强度的胳膊,才能挥舞出如此庞大的力量。
不言而喻,这只有中子星人才能做到。
或许,在中子星人的世界,切割纸张的日常就是在切碎原子。
害,一不小心就发现了题主的小秘密。