物質的物態(tài)種種

關于物質的物態(tài)種種物質的兩種基本存在形態(tài)實物

質量集中在某一空間，一般有比較確定的界面。場

“場”是實物之間進行相互作用的物質形態(tài)。它是看不見摸不著的物質，可以充滿全部空間，具有“可入性”。第2頁,共18頁，2024年2月25日，星期天物態(tài)什么是物態(tài)

“物態(tài)”是按屬性劃分的實物存在的基本形態(tài)，它都表現(xiàn)為大量微小物質粒子作為一個大的整體而存在的集合狀態(tài)。進一步研究發(fā)現(xiàn)物質的形態(tài)結構遠不止“實物”和“場”兩類。

人類迄今知道的“物態(tài)”已達10余種之多。第3頁,共18頁，2024年2月25日，星期天十種物質聚集狀態(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超導態(tài)super-conduct超流態(tài)super-fluid第4頁,共18頁，2024年2月25日，星期天1、固態(tài)物理上的固態(tài)應當指“結晶態(tài)”，也就是各種各樣晶體所具有的狀態(tài)。

物質在固態(tài)時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不同（各向異性），且具有一定的熔點。在固體中，分子或原子有規(guī)則地周期性排列著。晶體的這種結構稱為“空間點陣”結構。NaCl晶體第5頁,共18頁，2024年2月25日，星期天2、液態(tài)液體沒有一定形狀，并具有流動性，具有一定的體積，不易壓縮。液體還有“各向同性”特點（不同方向上物理性質相同）類晶區(qū)

液體內部許多小的區(qū)域仍存在類似晶體的結構。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，當液體與氣體、固體接觸時，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,共18頁，2024年2月25日，星期天3、氣態(tài)有流動性，沒有固定的形狀和體積，能自動地充滿任何容器；容易壓縮；物理性質各向同性。氣態(tài)物質分子或原子運動更劇烈，“類晶區(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)時主要表現(xiàn)為分子或原子各自的無規(guī)則運動。熱氣球·液化氣體第7頁,共18頁，2024年2月25日，星期天4、非晶態(tài)沒有一個固定的熔點。物理性質“各向同性”。內部結構沒有“空間點陣”，與液態(tài)的結構類似?！邦惥^(qū)”彼此不能移動，沒有流動性。玻璃·石蠟·橡膠

樹脂·塑料第8頁,共18頁，2024年2月25日，星期天5、液晶態(tài)結晶態(tài)和液態(tài)之間的一種形態(tài)液晶材料屬于有機化合物。這種材料在一定溫度范圍內可以處于“液晶態(tài)”，既具有液體的流動性，又具有晶體在光學性質上的“各向異性”。它對外界因素（如熱、電、光、壓力等）的微小變化很敏感。液晶顯示原理第9頁,共18頁，2024年2月25日，星期天6、等離子態(tài)是氣體在約幾百萬度的極高溫或在其它粒子強烈碰撞下所呈現(xiàn)出的物態(tài)，這時，電子從原子中游離出來而成為自由電子。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、閃電與太陽第10頁,共18頁，2024年2月25日，星期天7、超固態(tài)在140萬大氣壓下，物質的原子就可能被“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，其質量至少在1000噸以上。白矮星第11頁,共18頁，2024年2月25日，星期天8、中子態(tài)

在更高的溫度和壓力下，原子核也能被“壓碎”。原子核由中子和質子組成，在更高的溫度和壓力下質子吸收電子轉化為中子，物質呈現(xiàn)出中子緊密排列的狀態(tài)，稱為“中子態(tài)”。中子星第12頁,共18頁，2024年2月25日，星期天9、超導態(tài)超導態(tài)是一些物質在超低溫下出現(xiàn)的特殊物態(tài)。最先發(fā)現(xiàn)超導現(xiàn)象的，是荷蘭物理學家卡麥林·昂納斯（1853～1926年）。某些物質在低溫條件下表現(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)”。超導抗磁性第13頁,共18頁，2024年2月25日，星期天10、超流態(tài)據(jù)目前所知，超流態(tài)只發(fā)生在超低溫下的個別物質上。我們將具有超流動性的物態(tài)稱為“超流態(tài)”。最先發(fā)現(xiàn)超流現(xiàn)象是1937年前蘇聯(lián)物理學家彼得·列奧尼多維奇·卡皮察（1894~1984）。液氦（2.17K）超流動性

可以無任何阻礙地通過連氣體都無法通過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,共18頁，2024年2月25日，星期天結束語上面介紹的只是迄今發(fā)現(xiàn)的物態(tài)的10種，有文獻歸納說還存在著更多種類的物態(tài)，例如：超離子態(tài)、輻射場態(tài)、量子場態(tài)，限于篇幅，這里就不一一列舉了。我們相信，隨著科學的發(fā)展，我們一定會認識更多的物態(tài)，解開更多的謎，并利用它們奇特的性質造福于人類。第15頁,共18頁，2024年2月25日，星期天思考題在自然界中常見物態(tài)有那些？物質在結晶態(tài)（固態(tài)）、液態(tài)、氣態(tài)時的突出特征是什么？簡述物質的第四態(tài)（等離子態(tài)）的特征。第16頁,共18頁，2024年2月25日，星期天相態(tài)也就是物質的狀態(tài)（或簡稱相，也叫物態(tài)）指一個宏觀物理系統(tǒng)所具有的一組狀態(tài)。一個態(tài)中的物質擁有單純的化學組成和物理特性（如密度、晶體結構、折射率等）。最常見的物質狀態(tài)有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。少見一些的物質狀態(tài)包括等離子態(tài)、夸克—膠子等離子態(tài)、玻色－愛因斯坦凝聚態(tài)、費米子凝聚態(tài)、酯膜結構、奇異物質、液晶、超液體、超固體、和磁性物質中的順磁性、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，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，在極低溫下會形成一種完全無摩擦的流體。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）完全無摩擦運動。電子簡并態(tài)（Electronicdegeneratematter）：白矮星的組成物質，密度很大。電離的電子在被電離的離子能態(tài)上形成的簡并態(tài)物質。中子態(tài)（Neutronium）：中子星的組成物質。恒星引力坍縮的巨大壓力將電子壓入原子核，與質子結合為中子，形成主要由中子組成的密度極大的物質。玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)（Bose-Einsteincondensate）：有大量玻色子占據(jù)同一量子態(tài)形成。費米子凝聚態(tài)（Fermioniccondensate）：和玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)相似，但由費米子組成。根據(jù)泡利不兼容原理，不同費米子部能占據(jù)同一量子態(tài)，但費米子可以配對成為具有玻色子性質的合成“粒子”，從而占據(jù)同一量子態(tài)?？淇?膠子等離子態(tài)（Quark-gluonplasma）：一種理論上預言的，自由夸克存在于膠子海洋中的物質狀態(tài)。強對稱物質（Stronglysymme