在我們?nèi)粘I钪校话愣贾牢镔|(zhì)存在的三種狀態(tài):固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。放眼整個宇宙,在超高溫、超高壓和超低溫狀態(tài)下,物質(zhì)還存在其它狀態(tài)。
物質(zhì)是由大量粒子聚集而成的。目前有關物態(tài)的劃分還有點混亂,下面就帶大家來簡單認識一下。
在常溫下,物質(zhì)的這三態(tài)是最常見的。在標準大氣壓下,比如水在0℃及以下就是固態(tài),在0度至100度這個區(qū)間內(nèi)是液態(tài),達到100攝氏度及以上就會變?yōu)闅鈶B(tài)。固態(tài)物質(zhì)還可分為結(jié)晶態(tài)與非晶態(tài)。
這個在宇宙中最常見,太陽就是一個等離子體。把物質(zhì)加熱到上萬攝氏度時,就會變成等離子體,等離子態(tài)是由等量的帶負電的電子和帶正電的離子組成的。自然界中的閃電也是等離子體。
在物質(zhì)處于140萬個標準大氣壓下,固體物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)就會被破壞,原子的電子殼層被擠壓到原子核的范圍,此時物質(zhì)所處的狀態(tài)就被稱為超固態(tài)。白矮星就是超固體,每立方厘米重達一噸以上。
如果在超固態(tài)物質(zhì)上再加上巨大的壓力,電子就會被擠進原子核與質(zhì)子形成中子,這樣原來的核子就全是中子了,此時的物體就被稱為中子態(tài)。中子星上的物質(zhì)就處于這種狀態(tài),其密度比超固態(tài)高9.6萬倍。
當物質(zhì)處在超低溫狀態(tài)下,某些物質(zhì)在低溫條件下表現(xiàn)出電阻等于零的現(xiàn)象稱為超導。超導體所處的物態(tài)就是超導態(tài)。
在超低溫狀態(tài)下,我們把具有超流動性的物質(zhì)所處的狀態(tài)叫做超流態(tài)。在低速狀態(tài)下,沒有阻尼的流動就稱為超流動性。超流體所需溫度比超導體還低,它們都是超低溫現(xiàn)象。
把玻色子原子冷卻到接近絕對零度時,就會形成玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)。在這種狀態(tài)下,幾乎全部原子都聚集到能量最低的量子態(tài),形成一個宏觀的量子狀態(tài)。
當把費米子原子冷卻到接近絕對零度時,與玻色子占據(jù)同一量子態(tài)不同,費米子會各自占據(jù)不同的量子態(tài),這種狀態(tài)被稱為費米子凝聚態(tài)。
液晶態(tài)是一種介于液體與晶體之間的物體,在一定溫度范圍內(nèi)才能存在。液晶顯示器里面應用的就是這種液晶物質(zhì)。液晶體既具有液體的流動性,又像晶體一樣各向異性。
我們知道,普通物質(zhì)的原子由帶正電的質(zhì)子、帶負電的電子及中性中子組成。而反物質(zhì)正好與其相反,反物質(zhì)的質(zhì)子帶負電、電子帶正電。正反物質(zhì)之間相遇會發(fā)生湮滅反應,百分百轉(zhuǎn)化為能量。反物質(zhì)嚴格來說,不應該劃為物態(tài)。如果存在由反物質(zhì)構(gòu)成的世界,那么那個世界也會有固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)等。
現(xiàn)實世界中的物質(zhì)分為實物和場兩種基本形態(tài),電磁場與引力場就是場態(tài)物質(zhì)。這個嚴格來說,也不應該劃為物態(tài)。場態(tài)物質(zhì)具有能量及動質(zhì)量。
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文/流沙cool