在我们日常生活中,一般都知道物质存在的三种状态:固态、液态和气态。放眼整个宇宙,在超高温、超高压和超低温状态下,物质还存在其它状态。
物质是由大量粒子聚集而成的。目前有关物态的划分还有点混乱,下面就带大家来简单认识一下。
固态、液态和气态
在常温下,物质的这三态是最常见的。在标准大气压下,比如水在0℃及以下就是固态,在0度至100度这个区间内是液态,达到100摄氏度及以上就会变为气态。固态物质还可分为结晶态与非晶态。
等离子态(超气态)
这个在宇宙中最常见,太阳就是一个等离子体。把物质加热到上万摄氏度时,就会变成等离子体,等离子态是由等量的带负电的电子和带正电的离子组成的。自然界中的闪电也是等离子体。
超固态和中子态
在物质处于140万个标准大气压下,固体物质的原子结构就会被破坏,原子的电子壳层被挤压到原子核的范围,此时物质所处的状态就被称为超固态。白矮星就是超固体,每立方厘米重达一吨以上。
如果在超固态物质上再加上巨大的压力,电子就会被挤进原子核与质子形成中子,这样原来的核子就全是中子了,此时的物体就被称为中子态。中子星上的物质就处于这种状态,其密度比超固态高9.6万倍。
超导态和超流态
当物质处在超低温状态下,某些物质在低温条件下表现出电阻等于零的现象称为超导。超导体所处的物态就是超导态。
在超低温状态下,我们把具有超流动性的物质所处的状态叫做超流态。在低速状态下,没有阻尼的流动就称为超流动性。超流体所需温度比超导体还低,它们都是超低温现象。
玻爱凝聚态和费米子凝聚态
把玻色子原子冷却到接近绝对零度时,就会形成玻色-爱因斯坦凝聚态。在这种状态下,几乎全部原子都聚集到能量最低的量子态,形成一个宏观的量子状态。
当把费米子原子冷却到接近绝对零度时,与玻色子占据同一量子态不同,费米子会各自占据不同的量子态,这种状态被称为费米子凝聚态。
液晶态
液晶态是一种介于液体与晶体之间的物体,在一定温度范围内才能存在。液晶显示器里面应用的就是这种液晶物质。液晶体既具有液体的流动性,又像晶体一样各向异性。
反物质
我们知道,普通物质的原子由带正电的质子、带负电的电子及中性中子组成。而反物质正好与其相反,反物质的质子带负电、电子带正电。正反物质之间相遇会发生湮灭反应,百分百转化为能量。反物质严格来说,不应该划为物态。如果存在由反物质构成的世界,那么那个世界也会有固态、液态、气态等。
场
现实世界中的物质分为实物和场两种基本形态,电磁场与引力场就是场态物质。这个严格来说,也不应该划为物态。场态物质具有能量及动质量。
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文/流沙cool