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何为物质形态 物质有几种形态

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online_admin 发表于 2015-1-6 15:19:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
感谢“飞龙”同学提供资料!
何为物质形态 物质有几种形态?
物质的已知的六种形态,你都知道物质有哪几种形态吗?

前三种大家都知道,固态、液态和气态,第四种很多人也知道,就是等离子态
第五种就很少有人知道了,玻色一爱因斯坦凝聚态
第六种就更没人知道了,费米子凝聚态

那么,何为物质形态呢?

物质的具体形态是相对于物质的本质而言的
物质的本质就是物质的属性,就是物质组成的成分。
物质具体形态是物质展现在人们面前时的形式,比如水,它的本质是2个氢原子和一个氧原子
但他的具体形态有很多种。可以是液态的水,也可以是水蒸气,还可以是冰块等等。




物质有几种形态?

目前已知有六种


固态物质形成

何为物质形态 物质有几种形态549 / 作者:伤我心太深 / 帖子ID:19096



固态:


固体是物质存在的一种状态。与液体和气体相比固体有比较固定的体积和形状、质地比较坚硬。
固态特性:结合物体微粒间距离很小,作用力很大。粒子在各自的平衡位置附近作无规律的振动固体能保持一定的体积和形状,流动性差,一般不存在自由移动离子,它们的导电性通常由自由移动电子引起的。在受到不太大的外力作用时,固体的体积和形状改变很小。

固态物质中分子以晶格状结构分布的,各个原子之间存在作用力,电子约束力是保持晶格的主要作用力。固态物质均以结晶状态或微结晶状态分布,原子间的作用力较大,足以克服重力作用,形成稳定的结构,这样的状态叫做固态。




液态

何为物质形态 物质有几种形态609 / 作者:伤我心太深 / 帖子ID:19096



液态 :


液体有流动性,把它放在什么形状的容器中它就有什么形状。

液态物质仍然是以分子状态存在着,但是和气态不同,液态物质内分子呈现一定规律分布,并较为紧密地排列,分子键通过极性相互吸引,分子的相互作用力较大,存在表面张力的作用力。分子团可以在重力下流动,但单个分子不会脱离分子团。

1.物质的液体状态。物质存在的一种形态,可以流动、变形,可微压缩。
2.液态时,分子间主要起作用的力是范德华力。
范德华力是由分子间的偶极异极相吸造成的。所以不像化学键有固定的角度,范德华力只有个大概的方向。这也是液体为什么会流动而固体不能的原因。
当液态物体分子间的范德华力被打破时(加热,使单个分子动能增大),物体由液态变为气态;当液态物体分子间热运动减小,小到分子间化学键可以形成,从而化学键在分子间占主导地位时,液体变为固体。

气态星球

何为物质形态 物质有几种形态627 / 作者:伤我心太深 / 帖子ID:19096



气态:

气态是物质的一种状态。一般而言,物质有三种状态:固态、液态、气态。
在自然状态下,气体以分子状态存在着,但分子与分子之间距离很大,分子的相互作用力很弱,通过动能交换为维持压力,单个分子可以自由运动的状态。
气体是物质的一个态。气体与液体一样是流体:它可以流动,可变形。与液体不同的是气体可以被压缩。假如没有限制(容器或力场)的话,气体可以扩散,其体积不受限制。气态物质的原子或分子相互之间可以自由运动。气态物质的原子或分子的动能比较高。


上述三种状态是我们生活常见的物质状态




等离子态

何为物质形态 物质有几种形态897 / 作者:伤我心太深 / 帖子ID:19096



等离子态



等离子态也是比较常见的物质状态,比如闪电时,高频电压下分子和原子外部的部分或全部电子被剥离后的一种状态。这种状态下,每一个带电粒子或粒子团的运动,除了自身动能外,主要通过电磁力和其他分子团发生作用,并且杯其他分子团所约束。如果这种电离状态下正负电荷数量相等,对外体现的状态就叫做等离子状态。
等离子状态的物质具有很高的能量和活性,温度高,通常以接近气态的方式存在。比如太阳的外层就是以等离子态存在。


玻色—爱因斯坦凝聚态

何为物质形态 物质有几种形态995 / 作者:伤我心太深 / 帖子ID:19096


凝聚态
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,具有相同的运动规律和习性。这种状态的改变,称作玻色—爱因斯坦凝聚态。
为了揭示这个有趣的物理现象,世界科学家为此付出了几十年的努力。 1995年,美国科学家维曼、康奈尔和德国科学家克特勒首先从实验上证实了这个新物态的存在。为此,2001年度诺贝尔物理学奖授予了这3位科学家,以表彰他们在实现“玻色一爱因斯坦凝聚态”研究中作出的突出贡献。


费米子凝聚态


费米子凝聚态内部结构图

何为物质形态 物质有几种形态318 / 作者:伤我心太深 / 帖子ID:19096



费米子凝聚态

量子力学认为,粒子按其在高密度或低温度时集体行为可以分成两大类:一类是费米子,得名于意大利物理学家费米;另一类是玻色子,得名于印度物理学家玻色。这两类粒子特性的区别,
费米子凝聚态[1]在极低温时表现得最为明显:玻色子全部聚集在同一量子态上,费米子则与之相反,更像是“个人主义者”,各自占据着不同的量子态。“玻色一爱因斯坦凝聚态”物质由玻色子构成,其行为像一个大超级原子,而“费米子凝聚态”物质采用的是费米子。当物质冷却时,费米子逐渐占据最低能态,但它们处在不同的能态上,就像人群涌向一段狭窄的楼梯,这种状态称作“费米子凝聚态”。
2004年,美国标准技术研究院和美国科罗拉多大学的科学家组成的联合研究小组,宣布,他们创造出物质的第六种形态,即“费米子凝聚态”。
根据“费米子凝聚态”研究小组负责人德博拉·金的介绍,“费米子凝聚态”与“玻色一爱因斯坦凝聚态”都是物质在量子状态下的形态,但处于“费米子凝聚态”的物质不是超导体。










人们通常所见的物质是由分子、原子构成的。处于气态的物质,其分子与分子之间距离较大。而对液态物质来说,构成它们的分子彼此靠得很近;分子一个挨着一个,它的密度要比气态的大得多。至于固态物质,它们的原子一个挨着一个,并相互牵拉,这就是固体比液体硬的原因。而被激发的电离气体电离到一定程度后,便处于导电状态,这种状态的电离气体表现出集体行为,即电离气体中每一带电粒子的运动,都会影响其周围带电粒子,同时也受其他带电粒子的约束。因为电离气体内正负电荷数相等,所以电离气体整体表现出电中性,这种气体状态被称为等离子体态。由于它的独特行为与固态、液态、气态都截然不同,故称为物质第四态。  

“费米子凝聚态”是如何创造出来的? 

 科学家们在1995年已成功地通过将具有玻色子特征的原子气体冷却至低温,获得所谓的 “玻色一爱因斯坦凝聚态”。由于没有任何2个费米子能拥有相同的量子态,费米子的凝聚一直被认为不可能实现。去年,物理学家找到了一个克服以上障碍的方法,他们将费米子成对转变成玻色子。这一研究为创造“费米子凝聚态”铺平了道路。 

 德博拉·金领导的联合研究小组,将具有费米子特征的钾原子气体冷却到绝对零度以上的十亿分之一度,此时钾原子停止运动。绝对零度相当于一273.15℃。试验中,科学家用激光方法远远达不到费米子凝聚所要求的温度。为此,还要把原子放到“磁杯”中进行蒸发冷却。他们将气体约束在真空小室中,并采用磁场和激光使钾原子配对,成功地创造出“费米子凝聚态”。费米子与超导体有哪些不同? 
 首先,费米冷凝体所使用的原子比电子重得多,其次是原子对之间吸引力比超导体中电子对的吸引力强得多,在同等密度下,如果使超导体电子对的吸引力达到费米体中原子对的程度,制造出常温下的超导体立即可以实现。超冷气体中形成费米体为研究超导的机理提供了一个崭新的物质工具。当然,现在的技术并不能使所有费米子都可以发生费米冷凝,而且所获得的冷凝体还相当脆弱——比玻璃还要脆!但这只是技术问题。


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