最軟的金屬銫

 　　如果有人問，自然界里最軟的金屬元素是什么?你可以這樣回答，銫就是最軟的金屬，它甚至比石蠟還軟。

　　銫具有活潑的個性，它本來披著一件漂亮的銀白色的“外衣”，可是一與空氣接觸，馬上就換成了灰藍色，甚至不到一分鐘就自動地燃燒起來，發出玫瑰般的紫紅色或藍色的光輝，把它投到水里，會立即發生強烈的化學反應，著火燃燒，有時還會引起爆炸。即使把它放在冰上，也會燃燒起來。正因為它這么地“不老實”，平時人們就把它“關”在煤油里，以免與空氣、水接觸。

　　最有意思的是，銫的熔點很低，很容易就能變成液體。一般的金屬只有在熊熊的爐火中才能熔化。，可是銫卻十分特別，熔點只有攝氏二十八度半，除了水銀之外，它就是熔點最低的金屬了。大家都知道，我們人體的正常溫度是攝氏三十七度，所以把銫放到手心里，它就會像冰塊掉進熱鍋里那樣很快地化成液體，在手心里滾來滾去。

　　在自然界里，銫的分布相當廣泛，巖石、土壤、海水以至某些植物機體，到處都有它的“住地”?？墒卿C沒有形成單獨的礦場，在其他礦物中含量又少，所以生產起來很麻煩。一年下來，生產出的銫很少，“物以稀為貴”，現在銫比金子還貴。

　　用銫可以做成最準確的計時儀器——原子鐘。

　　一說到鐘，你們自然明白這是一種計量時間的工具。人類的生活和生產活動離不開計時，想想看，如果有一天起床后，世界上所有的鐘表都不翼而飛了，世界會變成什么樣子呢?

　　過去，人們確定時間都拿地球的自轉作為基準。地球是個天然的計時器，它每晝夜繞軸自轉一周，寒來暑往，年年如此。人們把地球自轉一周所需要的時間定為一天——二十四小時，它的八百六千四百分之一就是一秒，秒的時間單位就是這樣來的。

　　但是，后來人們發現，由于潮汐力等許多因素的影響，地球不是一個非常準確的“時鐘”。它的自轉速度是不穩定的，時快時慢。雖然這種快慢的差別極小，但累計起來，誤差就很大了。

　　有沒有一種更準確的計時儀器呢?

　　人們開始打破舊的傳統習慣，大的一頭不行，往小的一頭探索。人們發現：銫原子的第六層——即最外層的電子繞著原子核旋轉的速度，總是極其精確地在幾十億分之一秒的時間內轉完一圈，穩定性比地球繞軸自轉高得多。利用銫原子的這個特點，人們制成了一種新型的鐘——銫原子鐘，規定一秒就是銫原子“振動”九十一億九千二百六十萬一千七百七十次(即相當于銫原子的最外層電子旋轉這么多圈)所需要的時間。這就是“秒”的最新定義。

　　利用銫原子鐘，人們可以十分精確地測量出十億分之一秒的時間，三百年來積累起來的時間總誤差不超過五秒，精確度和穩定性遠遠地扭過世界上以前有過的任何一也超過了許多年來一直以地球自轉作基準的天文時間。

　　人類創造性的勞動得到了收獲。大家知道，在我們日常生活里，只要知道年、月、日以至時、分、秒就可以了。但是現代的科學技術卻往往需要精確地計量更為短暫的時間，比如毫秒(千分之一秒)、微秒(百萬分之一秒)等等。有了像銫原子鐘這樣一類的鐘表，人類就有可能從事更為精細的科學研究和生產實踐，比如對原子彈和氫彈的爆炸、火箭和導彈的發射以及宇宙航行等等，實行高度精確的控制，當然也可以用于遠程飛行和航海。

　　為了征服宇宙，必須有一種嶄新的、飛行速度極快的交通工具。一般的火箭、飛船都達不到這樣的速度，最多只能沖出地月系;只有每小時能飛行十幾萬公里的“離子火箭”才能滿足要求。

　　我們只知道原子、分子，怎么又出來一個離子?離子是什么呀?

　　簡單說吧，大家都知道，正常的分子、原子等粒子是電中性的，表現不出帶有什么電荷;而離子卻是帶電(正電或負電)的粒子，分子、原子等帶一電荷就成了離子(正離子或負離子)。

　　前面我們已經說過，銫原子的最外層電子極不穩定，很容易被激發放射出來，變成為帶正電的銫離子，所以是宇宙航行離子火箭發動機理想的“燃料”。

　　銫離子火箭的工作原理是這樣的：發動機開動后，產生大量的銫蒸氣，銫蒸氣經過離化器的“加工”，變成了帶正電的銫離子，接著在磁場的作用下加速到每秒一百五十公里，從噴管噴射出去，同時繪離子火箭以強大的推動力，把火箭高度推向前進。

　　計算表明，用這種銫離子作宇宙火箭的推進劑，單位重量產生的推力要比現在使用的液體或固體燃料高出上百倍。這種銫離子火箭可以在宇宙太空遨游一二年甚至更久