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「科普」物质有几种状态?如果你还答固液气三种就快进来学习吧!

 好了明理 2018-01-31

问:物质有几种状态?

答:上学时学过,肯定是三种嘛,固态、液态、气态。

如果您还在这样回答,说明您的知识已经陈旧了。请问火焰是什么态呢?肯定不是固态,肯定不是液态,算气态?

本文科普知识点:物质的状态,不止三种。


第四态:等离子态

 

上面提到的火焰就是这种状态,其它这个状态早在1879年就已发现并定义了,只是人们还是不习惯把它单独列出来,或者还是把它归结到气态里。

确切点说,等离子态应该算是一种“超气态”,即和气态一样,无确定形状和体积,但它与普通气态的区别是等离子态内部具有是由电离出来的带电粒子组成,通常具有极高温度,是广泛存在宇宙星际之中的一种物质状态。

等离子态应用非常广泛,除日常用的火,工业上还有等离子弧切割、焊接、喷涂等应用,前两年还有等离子电视与液晶电视同时竞争市场,在军事上用来隐形等。



第五态:玻色-爱因斯坦凝聚态

「科普」物质有几种状态?如果你还答固液气三种就快进来学习吧!

图片来源百度百科

玻色是个印度人,爱因斯坦就是那位大神。既然合称为玻色-爱因斯坦凝聚态,有个很有趣的故事。

1924年,一个30岁名不见经传的印度物理讲师玻色大牛科学家爱因斯坦寄去了一篇论文,介绍了他推导普朗克量子辐射定律的工作,爱因斯坦非常重视这个论文,亲自把该文从英文翻译为德文(当时的科学中心在德国,学术论文发表规范是德文,后来才移至美国,使用英文,希望有一天大家都用中文),并转宁给德国《物理学期刊》, 然后又加上一个评注,高度评价这篇文章的意义。爱因斯坦在此基础上,把它延伸到原子并预测会存在玻色-爱因斯坦凝聚现象。从1928年开始,这项工作就被提名推荐诺贝尔物理学奖,直到1995年这个理论才 从实验上得到验证,2001年此项工作获得诺贝尔物理学奖,可惜玻色和爱因斯坦早已过世多年。

故事有点长,下面回归正题。玻色-爱因斯坦凝聚态简单说就是把一些气体冷却到零下二百七十多度(绝对零度之上)时,原来的原子,无论原来是什么状态,都会凝聚成同一状态。

至于应用嘛,先不用想,肯定有很多特殊性质,比如对光、半导体什么的,但由于条件太苛刻了,所以,还是先研究科学问题吧。


第六态:费米子凝聚态

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前图为玻色子示意,后图为费米子示意

2004年1月,也就是在玻色-爱因斯坦凝聚态被被实并获得诺贝尔物理学奖后第三年, 又是这个由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公布,成功的把曾经认为无法凝聚的费米子聚集在一起,创造了物质的第六态——费米子凝聚态。

至于什么叫费米子?还得说玻色子。这上面的解释,玻色子就是非常听话的原子,在低温后,能够聚集到一个统一态上,形成玻色-爱因斯坦凝聚。而总有些不听话的,就叫费米子,是根据意大利物理学家费米命名的。

由于费米子是不听话的,因此,让他们能够听话的凝聚在一起是非常不容易的,科学家们怎么做到的,有兴趣的可以自己去找资料。这项技术为下一代超导体、高能物理的研究将带来巨大的发展。


小结:物质的态是物质的表现形式,目前来看,我们日常生活中能够常见的就是固态、液态、气态和等离子态。至于两个在超低温下的新态,一但有技术上的突破,将会给科学和技术带来巨大的飞跃。让我们拭目以待。


END

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