这是一个非常好的问题,因为它触及了我们日常对“大小”的直觉与微观世界的真实情况之间的差异。
简单直接的答案是：原子核比构成它的粒子（如质子和中子）要大得多，但比整个原子要小得多。
为了让你更清晰地理解,我们来分步看一下：
原子核 vs. 构成它的粒子 (质子/中子)
原子核更大。
- 构成粒子：质子和中子是基本粒子（严格来说是复合粒子，但在此尺度可视为基本单元），它们有确定的大小，直径大约是 1 飞米（1 femtometer，或 1 fm，即 10⁻¹⁵ 米）。
- 原子核：原子核是由多个质子和中子通过强大的核力紧紧捆绑在一起构成的，你可以把它想象成一团挤在一起的“葡萄”。
- 虽然单个质子/中子很小，但它们聚集在一起后，原子核的整体尺寸就变大了。
- 原子核的直径大约在几飞米到十几飞米之间,一个简单的氢原子核（只有一个质子）直径约1 fm，而一个铀原子核（有92个质子和146个中子）的直径大约是 15 fm。
原子核的尺寸是其内部质子和中子尺寸的几倍到十几倍。原子核比构成它的单个粒子要大。
原子核 vs. 整个原子
原子核要小得多！
这是最关键、也最反直觉的一点，我们通常以为原子核是原子的“核心”，占据了大部分空间，但事实恰恰相反。
- 原子核：直径大约是 10⁻¹⁵ 米 量级。
- 原子：原子的“大小”通常由其电子云的边界决定，电子云的范围非常大。
- 一个氢原子的直径大约是 10⁻¹⁰ 米。
- 一个铀原子的直径大约是 5 x 10⁻¹⁰ 米。
做个对比： 如果把一个原子放大到一座大型体育场（比如国家体育场“鸟巢”，直径约250米）那么大，
- 位于原子中心的原子核，只有一个玻璃弹珠那么大。
- 绕着原子核高速运动的电子，则在看台的各个位置上。
原子核的体积只占整个原子体积的万亿分之一（10⁻¹²）甚至更少。原子核比整个原子要小得多得多。
原子核 vs. 其他“粒子”（如电子）
原子核比电子大得多。
- 电子：目前被认为是一个没有内部结构的“点粒子”，其大小被实验限制在小于 10⁻¹⁸ 米，我们可以认为它的大小几乎为零。
- 原子核：如前所述，直径在 10⁻¹⁵ 米 量级。
原子核的尺寸是电子尺寸的1000倍以上。原子核比电子大得多。
总结表格
为了让你一目了然,这里有一个简单的总结：
| 对比关系 | 大小关系 | 形象比喻 |
|---|---|---|
| 原子核 vs. 质子/中子 | 原子核更大 | 一团挤在一起的葡萄，比单个葡萄大。 |
| 原子核 vs. 整个原子 | 原子核小得多 | 体育场中央的一个玻璃弹珠 vs. 整个体育场。 |
| 原子核 vs. 电子 | 原子核大得多 | 一个玻璃弹珠 vs. 一个几乎看不见的点。 |
你的问题“原子核和粒子哪个大”的答案取决于你说的“粒子”具体指什么：
- 如果指质子、中子，那么原子核更大。
- 如果指电子，那么原子核更大。
- 如果指整个原子（有时被非正式地称为“粒子”），那么原子核小得多。
在物理学语境下,通常比较的是原子核和质子/中子的大小，因此最常见的答案是原子核比构成它的粒子要大。
