物质形态,物质形态是什么意思

发布时间:2023-02-02 01:30:44编辑:admin来源:www.tanling.com 当前位置:探灵网 > 探索发现 >

神奇的物质形态

物质的形态有学说分为固、液、气等离子态等十二种形态。除常见三种形态,其中凝聚态较为神奇,费米子凝聚态又被称为第六态。

电子脱离原子核,带负电的电子与带正电的原子核共存的状态就是离子态。恒星的外表呈火焰状,还有闪电等是我们常见的等离子状态。密度超级大的中子星那种状态则是超固态,还有处于辐射状的物理场,称为辐射态。反物质也被称为一种物理状态,此外还有超临界流体态,它是气态与液态共存的一种临界状态。

非晶态固体似是玻璃态,随着温度的升高粘度会变低,粘性与温度成反比,液晶态则既是结晶体又呈现液态特征。接近绝对零度时,氦成为超流体,可以沿着容器向上流动。超低温会出现不同的神奇状态,超导体也被称一种物态,此外还有超离子态。

凝聚态是微观粒子组成的一种结构,玻色-爱因斯坦凝聚最著名,所有的粒子聚在一起呈现出一种状态。液态和固态为两种凝聚相,凝聚态物理学研究对象更为复杂。

随着传统物理学分支纵深发展,许多新的相不断出现,凝聚态物理学成为前治科学。凝聚态物理从原子的结构出发,领域包括各种已知的物理方向。微电子,光学等精密学科与凝聚态物理的发展息息相关。

寒冷的气候可以滴水成冰,这是人类最先观察到的两种相态转变。从这种凝聚的表象开始,直至今天的凝聚态,寻本逐源的思想令我们探索到了微观粒子的组成以及宏观的凝聚态,这个过程非常复杂而漫长。从分子到原子,我们了解到电子,核内质子和中子乃至玻色子与费米子。基本粒子还并不是基本的。

凝聚态是众多粒子以复杂的个性组成一个系统,却表现出简单的一种状态。可以想象成很多人聚在一起成为一个整体,力量可以填山移海。凝聚态的粒子没有了个性,只有一种共性,产生的力量如同激光。人多便会成为一个复杂的系统,大量粒子组成的系统成为一个集体,表象完全不同了。

固体相对粒子已经是宏观世界。对于晶体结构,其组成也是复杂的,辨别原石与玉石,既使是多年的内行也看不准,没有破开石皮光线也无力透视。不动脑子的办法就是,破坏这个系统的固态,简单的切开来看一下。

晶体很不简单,从一个粒子开始,我们要它们聚集成各种晶体简直是变化万千,也很难组成锥体或者八面体等。我们渐近了解真相,微观的发展还有很多迷团。

新的理念与新的粒子还在不断冒出来,物理学在加速。凝聚态物质是现代物理高端领域,氢能源、纳米科学、高温超导、量子、石墨烯、纳米管等全是未来科技发展的方向。

现代的物理世界,不仅只有气态、液态和固态。还有等离子体态,玻色-爱因斯坦凝聚态,费米子凝聚态,物质世界并不简单。

气态的物质分子间距离很远,液态时的分子靠近了,固态时靠原子力拉扯,固体更加坚韧。离子态可以导电,每一个粒子都带电。玻色-爱因斯坦凝聚是一种新的物理态,接近绝对零对的粒子聚集在一起成为超级大原子,相当于原子组成了超级巨原子,居然有了玻色子的特性。

除了固体,液体,气体以外,物质还有哪些形态呢?

物质的物理状态有许多种,最基本的是固体、液体和气体。但除此之外,您还听说过其它哪些物理状态?小编在这里介绍一些大多数人可能不太熟悉的物理状态。

固体

在固体中,基本粒子的动能很小,只有微弱的振动,它们在引力的作用下,紧密地堆积在一起,并保持着固定的空间关系。根据基本粒子排列是否有序,固体可以分为两大类,即晶体和非晶体。举例来说,冰和金属都是有序的晶体固体;玻璃、大部分聚合物和煤炭是无定形固体。

液体

液体中的基本粒子,就像固体中的基本粒子一样,相互之间存在引力。但是,液体的基本粒子之间的距离比固体大,有更多的空间,因此尽管液体的体积可以保持不变,但它可以变形和流动。

气体

气体是没有固定体积和形状的流体,它的基本粒子之间有很大的空间,可以压缩也可以膨胀。基本粒子具有很高的动能,可以自由运动,如果没有限制和约束,它们可以向周围的空间无限地扩散;当在有限的容器中时,它们可以填满容器内所有的空间。

等离子体

天然的等离子体在地球上并不常见,但它可能是宇宙中最常见的物理状态。等离子体与气体的物理状态十分相近,没有固定的形状和体积。但基本粒子的行为非常不同,等离子体的基本粒子带有电荷,并且具有很高的动能,因此等离子体具有导电性。举例来说,像太阳一样的恒星从本质上来看就是温度极高的等离子体球。地球上的高能放电现象,比如雷电、极光,也会击穿大气层产生等离子体。

夸克-胶子等离子体

根据大爆炸理论,在大爆炸发生后不久,宇宙温度很高,因此没有成形的天体。宇宙中所有的物质都混在一起,形成一种又热又致密的"粒子汤"。之所以称之为“汤”,是因为它是名副其实的液体,组成这种汤的基本粒子是夸克和胶子。在地球上,科学家使用高能粒子加速器,可以模拟产生夸克-胶子等离子体。

玻色-爱因斯坦凝聚态

当物质冷却到接近绝对零度(-273.15摄氏度)时,基本粒子的运动几乎完全停止,粒子与粒子之间几乎没有动能的传递。所以,粒子之间开始凝聚,形成一个"超级粒子"。单个粒子失去它本身的性质,成为"超级粒子"的一部分。已知氦原子在接近绝对零度时,可以形成玻色-爱因斯坦凝聚态;在极端条件下,光子也能被冻住,形成玻色-爱因斯坦凝聚态。

超导体

当接近绝对零度时,电子可以在某些材料中畅通无阻,材料的这种零电阻状态称为超导电性。物理学家正在努力寻找常温超导材料,它将为远距离无损电力传输、医疗检测等方面带来革命性的进步。

超流体

超流体是一种完全不具有黏性的状态,所以流动性超级强。如果将超流体注入一个像游泳圈的环形容器中,因为没有内摩擦力,所以不会损失动能,它可以沿着环形通道永无休止地流动。例如液氦,在接近绝对零度(2.17K)时,就会呈现出超流体的特性。一些物理学家认为,宇宙中的中子星内部,可能存在超流体,另一些物理学家认为,宇宙中的暗物质也是超流体,还有人怀疑时空本身就是一种超流体。

物质的另外4种形态有哪些?

物质存在有几种形态呢?人们看到这个问题,也许会十分肯定地回答,物质存在有三态,即气态、液态、固态。

但其实这个认识并不完全正确。在气态中,组成气体的原子或分子的能量非常高,各个分离的分子间的引力较低,以致各个分子可以独立地进行不规则的运动。如果分子或原子的能量降低到某点,那么分子就不能再保持其独立性而相互之间开始发生关联,但此时尚有足够的能量可供给分子进行运动,使分子在其他分子之间流动,这就是液体。假使分子的能量进一步降低到某一点时,分子之间的联系更加紧密,各个分离的分子不能互相流动,而被固定到了某个位置上,这时我们就称之为固态。

然而,随着科学的不断发展,人们渐渐地发现,物质好像并不是严格地按照这3种状态存在着,在它们之外,还有着其他存在的形式。

到了现代,有科学家提出,物质还存在着另外4种形式,即等离子态、超高压态、辐射场态、超离子态。

等离子态:当温度升高到数百万度或更高时,物质组成的基本单元——原子的核外电子,就会全部变成游离状态,此时气体就成为自由电子和裸露的原子核的混合物了。根据科学家的研究认为,在一定的超高温的条件下,任何物质都有可能成为等离子态。例如水银灯中、雷雨天中的闪电里都有这种等离子态存在。目前,等离子态已被广泛地应用于高能物理研究、激光、核聚变等。

超高压态:如果对于某种物质施加几百万个大气压时,其物质中原子核的核外电子就会被压变形,使带负电的电子和带正电的原子核压在一起,这样物质就会变得结构十分密集。其密度大得惊人,每立方厘米的超固态物质,可达几万吨。天文学家是最早的超高压态的发现者,他们通过对宇宙中的矮星、中子星等观察,推测这些星球的密度就处于这种超高压态。目前,这种超高压态的物质在我们地球上也成功地被制造,由于其密度极大而十分坚硬,通常用于钻探、切割等方面。

对于超离子态、辐射场态目前了解得还很少,至于它们将会为人类带来什么样的影响,我们暂时无法预知。在我们对物质形态有所了解之后,又发现了这几种物质存在形式,那么物质是否还有其他的存在形式呢?只能由未来人告诉我们答案了。

物质都有哪些形态?最新发现的物质形态是什么?

1.三种;固态、液态和气体。(常态的物质形态)

2.最新发现的物质形态还是2015年发现的,叫做:”Jahn-Teller金属“

1.一个国际科学家团队公布了他们发现的一种新的物质形态,它集绝缘体、超导体、金属和磁体与一身,有助于科学家们研发出更有效率的高温超导体。

2.为何这项发现这么令人激动?因为如果这些科学家的声明得到了证实,那么这种新的物质形态将能帮助科学家们更好地理解为何有的材料在相对较高(“高”是相对于零下243.2摄氏度而言的零下135摄氏度)的临界温度时会具备超导特性。超导体在导电时没有电阻,意味着在此过程中不会产生热量、声音或其它形式的能量损失,因此超导体将给人类使用和生产能源的领域带来彻底革新,但前提条件是我们能实现这种所谓的高温条件才行。

3.正如Michael Byrne在Motherboard网站上解释的那样,当我们探讨物质的形态时,并不仅限于固体、液体和气体,我们还能考虑等离子体。我们也不得不考虑更多自然状态下不会出现的模糊形态,比如一些在实验室里被创造出来的状态,玻色-爱因斯坦凝聚态(玻色子在冷却到绝对零度附近时所呈现出的一种气态的、超流性的物态)、简并态物质(一种高密度的物质状态)、超立体和超流体及夸克胶子等离子体。

4.日本东北大学的化学家Kosmas Prassides所带领的团队通过将铷原子引入C60(60个碳原子构成的分子)中,改变了碳原子之间的距离,强迫其形成了一种新的晶体结构。当科学家们对其进行一系列测试时,这种晶体结构表现出了绝缘体、超导体、金属和磁体的特性,他们将其称作Jahn-Teller金属。

物质的形态有哪些

固态

液态

气态不用说了吧。

物质第四态-等离子体

所谓等离子体就是被激发电离气体,达到一定的电离度(>10-x),气体处于导电状态,这种状态的电离气体就表现出集体行为,即电离气体中每一带电粒子的运动都会影响到其周围带电粒子,同时也受到其他带电粒子的约束。由于电离气体整体行为表现出电中性,也就是电离气体内正负电荷数相等,称这种气体状态为等离子体态。由于它的独特行为与固态、液态、气态都截然不同,故称之为物质第四态。

物质第五态-玻色-爱因斯坦凝聚态

所谓玻色—爱因斯坦凝聚,是科学巨匠爱因斯坦在70年前预言的一种新物态。这里的“凝聚”

与日常生活中的凝聚不同,它表示原来不同状态的原子突然“凝聚”到同一状态。玻色—爱因斯坦凝聚态物质由成千上万个具有单一量子态的超冷粒子的集合,其行为像一个超级大原子,由玻色子构成。这一物质形态具有的奇特性质,在芯片技术、精密测量和纳米技术等领域都有美好的应用前景。

以上五种形态均为全世界承认的,其他形态

诸如:费米子凝聚态、酯膜结构态

争论还很大。

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