固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)是我們?nèi)粘I钪械娜N熟知的物質(zhì)狀態(tài)。但除了它們之外,你還聽過哪些物質(zhì)狀態(tài)?下面我將介紹部分較為熟悉但你可能不知道的物質(zhì)狀態(tài)。
01
固體
在固體中,除了微小的熱振動之外,粒子被緊密地排列在一起,彼此之間維持著固定的空間關(guān)系。根據(jù)粒子的排列方式,固體主要可分為兩大類,即晶體固體和非晶固體。如金屬、鉆石和冰等都屬于有序的晶體固體;某些聚合物、塑料、煤和玻璃等都屬于非晶體固體。
02
液體
液體中的粒子也與固體中的粒子一樣,受分子間的引力影響,這種引力使得液體的體積保持不變。但液體中的粒子之間有更多的空間,所以它們的位置沒有固定的順序,是可以變形和流動的流體。
03
氣體
這是一種可被壓縮的沒有固定的體積和形狀的流體,其粒子之間有很大的空間,具有很高的動能。分子可自由運動,如果不受限制,它們可以無限地擴散;氣體的粘度很低,當(dāng)在一個有限的容器中時,它們會膨脹,進而填補容器中所有的可用空間。當(dāng)氣體因容器的體積減小而受到壓力時,粒子之間的空間也會減小,由粒子間的碰撞所產(chǎn)生的壓力隨之增加。如果容器體積維持不變,但溫度增加,那么氣體壓力也會增加。
04
等離子體
天然的等離子體在地球上并不常見,但在宇宙中卻可能是最常見的物質(zhì)狀態(tài)。它們與氣體具有相同的性質(zhì),但這兩種物質(zhì)狀態(tài)的行為卻非常不同。與氣體一樣的地方在于,等離子體也沒有固定的形狀和體積。不同的是,等離子體是由具有極高動能的高電荷粒子構(gòu)成的,因此具有導(dǎo)電性。從本質(zhì)上講,恒星就是過熱的等離子體球。
05
夸克-膠子等離子體
在大爆炸之后,宇宙是一鍋炙熱、致密的”粒子湯“。這鍋湯的基本材料是夸克和膠子,它們最終會形成質(zhì)子、中子以及其他強子。在地球上,科學(xué)家通過粒子加速器來制造被稱為”夸克-膠子等離子體“的粒子湯。這是一種幾乎沒有摩擦的液體,但在更高的溫度下可能成為氣體。
06
玻色-愛因斯坦凝聚
將氦原子等物質(zhì)冷卻到接近絕對零度時,分子運動幾乎完全停止。由于幾乎沒有動能從一個原子轉(zhuǎn)移到另一個原子,因此原子開始聚集成一個單一的量子實體。單個原子會失去它們的特性,成為“超級原子”的一部分。在適當(dāng)?shù)臈l件下, 即使光子也可形成玻色-愛因斯坦凝聚。
07
超流體
超流體是一種完全缺乏粘性的物質(zhì)狀態(tài),沒有任何無蓋的容器可以容納它,因為它可以沿著容器壁溢出來。一些物理學(xué)家認為超流體或許存在于中子星之內(nèi),也有一些人認為宇宙中大部分不可見的暗物質(zhì)也是一種超流體,更有人懷疑時空本身就是超流體。
08
超導(dǎo)體
在接近絕對零度時,一些材料中的電子可以通行無“阻”。這個零電阻狀態(tài)被稱為超導(dǎo)電性。如果有一天,物理學(xué)家能夠找到在室溫下也能表現(xiàn)出超導(dǎo)電性的材料,那么將會為能量傳輸、醫(yī)用掃描儀和交通領(lǐng)域帶來革命性的改變。
09
簡并物質(zhì)
在極高的密度或極低的溫度下,諸如電子之類的物質(zhì)成分可以填滿所有可用的量子能級。進而產(chǎn)生了一個被稱為簡并壓力的反壓力結(jié)果。在中子星的中子會出現(xiàn)簡并,從而防止它們進一步坍縮成黑洞。