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物质有多少结构形态,这些形态有什么内在联系吗?

时间:2019-01-02 00:15:00 浏览量:
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现在我们知道,有粒子形态,既质子、中子、电子、介子等等,还有元素以及由元素组成的小到原子,大到星球的有宏观物质形态,还有没有其他形态呢?这是解决暗物质、宇宙等现代难以解决的问题重要的一环。

通常来说,物理界将物质的结构形态归纳为十多种形态,以下详细说明比较常见的几种。

气态、液态、固态

气态、液态、固态物质有多少结构形态,这些形态有什么内在联系吗?

通常所见的物质有三态:气态、液态、固态。

物质是由分子、 子构成的。处于气态的物质,其分子与分子之间距离很远,几乎像宇宙空间中的星球那样分散。然而,对于液态物质来说,构成它们的分子彼此已靠得很近,分子一个挨着一个,它的密度要比 气态的大得多。

拿水中的H2O(水分子)来说,它们就像链条一样 ,一个接一个构成一条水分子的长链。虽然水分子已经彼此紧靠 在一起,但构成水分子的二个氢原子和一个氧原子,它们之间还离得很开。

对于固态物质来说,构成元素是以原子状态存在的, 而且固体中的原子一个挨着一个,组成一个,‘点阵”,就像造房子的脚手架那样,相互攀拉,牢牢地结合在一起,这就是固体比液体硬的原因。

等离子态

等离子态物质有多少结构形态,这些形态有什么内在联系吗?

原子是由原子核和电子组成的,通常情况下电子都围绕着原子核旋转。然而在几千摄氏度以上的高温中,气态的原子开始抛掉身上的电子,于是带负电的电子开始自由自在地游逛,而原子也成为带正电的离子。温度愈高,气体原子脱落的电子就愈多,这种 现象叫做气体的电离化。科学家把电离化的气体,叫做“等离子态”。

除了高温以外,用强大的紫外线、X射线和丙种射线来照射气体,也可以便气体转变成等离子态。

也许你感到这种等离子态很稀罕吧!其实,在广漠无边的宇宙中,它是最普遍存在的一 种形态。因为宇宙中大部分的发光的星球,它们内部的温度和压力都高极了,这些星球内部的物质几乎都处在等离子态。这是物质的第四种状态。

超固态

处于等离子态的物质,电子与原子核“身首异处”,彼此离开。在白矮星里面,压力和温度更高了。在几百吉帕气压的压力下,不但原子之间的空隙被压得消失了,就是原子外围的电子层也都被压碎了,所有的原子核和电子都紧紧地挤在一起,这时候物质里面就不再有什么空隙,这样的物质,科学家把它叫做“超固态”。

白矮星的内部就是充满这样的超固态物质。在我们居住着的地球的中心,那里的压力达到350吉帕左右,因此也存在着 一定的超固态物质。

中子态

中子态物质有多少结构形态,这些形态有什么内在联系吗?

假如在超固态物质上再加上巨大的压力,那么原来已经挤得的原子核和电子,就不可能再紧了,这时候原于核只好宣告解散, 从里面放出质子和中子。从原于核里放出的质子,在极大的压力下会和电子结合成为中子。这样一来,物质的构造发生了根本的变化,原来是原子核和电子,现在却都变成了中于。这样的状态, 叫做“中子态”。

中子态物质的密度更是吓人,它比超固态物质还要大十多万倍呢!一个火柴盒那么大的中子态物质,重30亿吨, 要有960000多台重型火车头才能拉动它!在宇宙中,估计只有少数的恒星,才具有这种形态的物质。

超导态

超导态物质有多少结构形态,这些形态有什么内在联系吗?

超导态是一些物质在超低温下出现的特殊物态。许多材料都有这种特性:在一定的临界温度(低温)下失去电阻。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”,超导态在高效率输电、磁悬浮高速列车、高精度探测仪器等方面将会给人类带来极大的益处。

超流态

超流态物质有多少结构形态,这些形态有什么内在联系吗?

超流态是一种非常奇特的物理状态,目前所知,这种状态只发生在超低温下的个别物质上。目前只发现低于2.17K的液态氦有这种物态。超流态下的物质结构,理论也在探索之中。

其他

其他还存在着更多种类的物态,例如:超离子态、辐射场态、量子场态等,有些我也不是很了解,只能介绍到这了。

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编辑:夜樱
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