物質(zhì)的物態(tài)種種

關(guān)于物質(zhì)的物態(tài)種種第1頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期五物質(zhì)的兩種基本存在形態(tài)實(shí)物

質(zhì)量集中在某一空間，一般有比較確定的界面。場(chǎng)

“場(chǎng)”是實(shí)物之間進(jìn)行相互作用的物質(zhì)形態(tài)。它是看不見(jiàn)摸不著的物質(zhì)，可以充滿(mǎn)全部空間，具有“可入性”。第2頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期五物態(tài)什么是物態(tài)

“物態(tài)”是按屬性劃分的實(shí)物存在的基本形態(tài)，它都表現(xiàn)為大量微小物質(zhì)粒子作為一個(gè)大的整體而存在的集合狀態(tài)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的形態(tài)結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)不止“實(shí)物”和“場(chǎng)”兩類(lèi)。

人類(lèi)迄今知道的“物態(tài)”已達(dá)10余種之多。第3頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期五十種物質(zhì)聚集狀態(tài)固態(tài)solid液態(tài)liquid氣態(tài)gas非晶態(tài)液晶態(tài)liquid-crystal等離子態(tài)plasma超固態(tài)supersolid中子態(tài)neutronium超導(dǎo)態(tài)super-conduct超流態(tài)super-fluid第4頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1、固態(tài)物理上的固態(tài)應(yīng)當(dāng)指“結(jié)晶態(tài)”，也就是各種各樣晶體所具有的狀態(tài)。

物質(zhì)在固態(tài)時(shí)的突出特征是有一定的體積和幾何形狀，在不同方向上物理性質(zhì)不同（各向異性），且具有一定的熔點(diǎn)。在固體中，分子或原子有規(guī)則地周期性排列著。晶體的這種結(jié)構(gòu)稱(chēng)為“空間點(diǎn)陣”結(jié)構(gòu)。NaCl晶體第5頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2、液態(tài)液體沒(méi)有一定形狀，并具有流動(dòng)性，具有一定的體積，不易壓縮。液體還有“各向同性”特點(diǎn)（不同方向上物理性質(zhì)相同）類(lèi)晶區(qū)

液體內(nèi)部許多小的區(qū)域仍存在類(lèi)似晶體的結(jié)構(gòu)。液體表面現(xiàn)象

由于液體分子間距小，分子間相互作用力較大，當(dāng)液體與氣體、固體接觸時(shí)，交界處由于分子力作用而產(chǎn)生一系列特殊現(xiàn)象水滴·海水第6頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3、氣態(tài)有流動(dòng)性，沒(méi)有固定的形狀和體積，能自動(dòng)地充滿(mǎn)任何容器；容易壓縮；物理性質(zhì)各向同性。氣態(tài)物質(zhì)分子或原子運(yùn)動(dòng)更劇烈，“類(lèi)晶區(qū)”不存在了。由于分子或原子間的距離增大，它們之間的引力可以忽略，因此氣態(tài)時(shí)主要表現(xiàn)為分子或原子各自的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。熱氣球·液化氣體第7頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4、非晶態(tài)沒(méi)有一個(gè)固定的熔點(diǎn)。物理性質(zhì)“各向同性”。內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒(méi)有“空間點(diǎn)陣”，與液態(tài)的結(jié)構(gòu)類(lèi)似?！邦?lèi)晶區(qū)”彼此不能移動(dòng)，沒(méi)有流動(dòng)性。玻璃·石蠟·橡膠

樹(shù)脂·塑料第8頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期五5、液晶態(tài)結(jié)晶態(tài)和液態(tài)之間的一種形態(tài)液晶材料屬于有機(jī)化合物。這種材料在一定溫度范圍內(nèi)可以處于“液晶態(tài)”，既具有液體的流動(dòng)性，又具有晶體在光學(xué)性質(zhì)上的“各向異性”。它對(duì)外界因素（如熱、電、光、壓力等）的微小變化很敏感。液晶顯示原理第9頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期五6、等離子態(tài)是氣體在約幾百萬(wàn)度的極高溫或在其它粒子強(qiáng)烈碰撞下所呈現(xiàn)出的物態(tài)，這時(shí)，電子從原子中游離出來(lái)而成為自由電子。等離子體就是一種被高度電離的氣體，但是它又處于與“氣態(tài)”不同的“物態(tài)”極光、閃電與太陽(yáng)第10頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期五7、超固態(tài)在140萬(wàn)大氣壓下，物質(zhì)的原子就可能被“壓碎”。電子全部被“擠出”原子，形成電子氣體，裸露的原子核緊密地排列，物質(zhì)密度極大，這就是超固態(tài)。一塊乒乓球大小的超固態(tài)物質(zhì)，其質(zhì)量至少在1000噸以上。白矮星第11頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期五8、中子態(tài)

在更高的溫度和壓力下，原子核也能被“壓碎”。原子核由中子和質(zhì)子組成，在更高的溫度和壓力下質(zhì)子吸收電子轉(zhuǎn)化為中子，物質(zhì)呈現(xiàn)出中子緊密排列的狀態(tài)，稱(chēng)為“中子態(tài)”。中子星第12頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期五9、超導(dǎo)態(tài)超導(dǎo)態(tài)是一些物質(zhì)在超低溫下出現(xiàn)的特殊物態(tài)。最先發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象的，是荷蘭物理學(xué)家卡麥林·昂納斯（1853～1926年）。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(chēng)為超導(dǎo)。超導(dǎo)體所處的物態(tài)就是“超導(dǎo)態(tài)”。超導(dǎo)抗磁性第13頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期五10、超流態(tài)據(jù)目前所知，超流態(tài)只發(fā)生在超低溫下的個(gè)別物質(zhì)上。我們將具有超流動(dòng)性的物態(tài)稱(chēng)為“超流態(tài)”。最先發(fā)現(xiàn)超流現(xiàn)象是1937年前蘇聯(lián)物理學(xué)家彼得·列奧尼多維奇·卡皮察（1894~1984）。液氦（2.17K）超流動(dòng)性

可以無(wú)任何阻礙地通過(guò)連氣體都無(wú)法通過(guò)的極微小的孔或狹縫，還可以沿著杯壁“爬”出杯口外。SUPERFLUIDHELIUM第14頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期五結(jié)束語(yǔ)上面介紹的只是迄今發(fā)現(xiàn)的物態(tài)的10種，有文獻(xiàn)歸納說(shuō)還存在著更多種類(lèi)的物態(tài)，例如：超離子態(tài)、輻射場(chǎng)態(tài)、量子場(chǎng)態(tài)，限于篇幅，這里就不一一列舉了。我們相信，隨著科學(xué)的發(fā)展，我們一定會(huì)認(rèn)識(shí)更多的物態(tài)，解開(kāi)更多的謎，并利用它們奇特的性質(zhì)造福于人類(lèi)。第15頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期五思考題在自然界中常見(jiàn)物態(tài)有那些？物質(zhì)在結(jié)晶態(tài)（固態(tài)）、液態(tài)、氣態(tài)時(shí)的突出特征是什么？簡(jiǎn)述物質(zhì)的第四態(tài)（等離子態(tài)）的特征。第16頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期五相態(tài)也就是物質(zhì)的狀態(tài)（或簡(jiǎn)稱(chēng)相，也叫物態(tài)）指一個(gè)宏觀物理系統(tǒng)所具有的一組狀態(tài)。一個(gè)態(tài)中的物質(zhì)擁有單純的化學(xué)組成和物理特性（如密度、晶體結(jié)構(gòu)、折射率等）。最常見(jiàn)的物質(zhì)狀態(tài)有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。少見(jiàn)一些的物質(zhì)狀態(tài)包括等離子態(tài)、夸克—膠子等離子態(tài)、玻色－愛(ài)因斯坦凝聚態(tài)、費(fèi)米子凝聚態(tài)、酯膜結(jié)構(gòu)、奇異物質(zhì)、液晶、超液體、超固體、和磁性物質(zhì)中的順磁性、逆磁性固態(tài)（Solid）：具有一定形狀和體積。液態(tài)（Liquid）：可變形但不可壓縮的流體。性狀由容器限定，在壓力影響下，體積（幾乎）不變。氣態(tài)（Gas）：可壓縮流體。形狀和體積都由容器限定。等離子態(tài)（電漿）（Plasma）：在高溫下，電子完全從原子中電離出來(lái)，所組成的自由電子氣體。超流態(tài)（Superfluid）：極少數(shù)流體，比如液氦，在極低溫下會(huì)形成一種完全無(wú)摩擦的流體。超固態(tài)（Supersolid）：同超流態(tài)相似，超固態(tài)可以（在保持形狀的情況下）完全無(wú)摩擦運(yùn)動(dòng)。電子簡(jiǎn)并態(tài)（Electronicdegeneratematter）：白矮星的組成物質(zhì)，密度很大。電離的電子在被電離的離子能態(tài)上形成的簡(jiǎn)并態(tài)物質(zhì)。中子態(tài)（Neutronium）：中子星的組成物質(zhì)。恒星引力坍縮的巨大壓力將電子壓入原子核，與質(zhì)子結(jié)合為中子，形成主要由中子組成的密度極大的物質(zhì)。玻色-愛(ài)因斯坦凝聚態(tài)（Bose-Einsteincondensate）：有大量玻色子占據(jù)同一量子態(tài)形成。費(fèi)米子凝聚態(tài)（Fermioniccondensate）：和玻色-愛(ài)因斯坦凝聚態(tài)相似，但由費(fèi)米子組成。根據(jù)泡利不兼容原理，不同費(fèi)米子部能占據(jù)同一量子態(tài)，但費(fèi)米子可以配對(duì)成為具有玻色子性質(zhì)的合成“粒子”，從而占據(jù)同一量子態(tài)?？淇?膠子等離子態(tài)（Quark-gluonplasma）：一種理論上預(yù)言的，自由夸克存在于膠子海洋中的物質(zhì)狀態(tài)。強(qiáng)對(duì)稱(chēng)物質(zhì)（