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除了固態、液態、氣態......還有?

除了固態、液態、氣態......還有?

固態、液態和氣態是我們日常生活中的三種熟知的物質狀態。但除了它們之外,你還聽過哪些物質狀態?下面我將介紹部分較為熟悉但你可能不知道的物質狀態。

01 固體

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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係。根據粒子的排列方式,固體主要可分為兩大類,即晶體固體和非晶固體。如金屬、鑽石和冰等都屬於有序的晶體固體;某些聚合物、塑料、煤和玻璃等都屬於非晶體固體。

02 液體

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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

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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生的壓力隨之增加。如果容器體積維持不變,但溫度增加,那麼氣體壓力也會增加。

04 等離子體

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天然的等離子體在地球上並不常見,但在宇宙中卻可能是最常見的物質狀態。它們與氣體具有相同的性質,但這兩種物質狀態的行為卻非常不同。與氣體一樣的地方在於,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成的,因此具有導電性。從本質上講,恆星就是過熱的等離子體球。

05 夸克-膠子等離子體

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在大爆炸之後,宇宙是一鍋炙熱、緻密的」粒子湯「。這鍋湯的基本材料是夸克和膠子,它們最終會形成質子、中子以及其他強子。在地球上,科學家通過粒子加速器來製造被稱為」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

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將氦原子等物質冷卻到接近絕對零度時,分子運動幾乎完全停止。由於幾乎沒有動能從一個原子轉移到另一個原子,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。在適當的條件下, 即使光子也可形成玻色-愛因斯坦凝聚。

07 超流體

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超流體是一種完全缺乏粘性的物質狀態,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。一些物理學家認為超流體或許存在於中子星之內,也有一些人認為宇宙中大部分不可見的暗物質也是一種超流體,更有人懷疑時空本身就是超流體。

08 超導體

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在接近絕對零度時,一些材料中的電子可以通行無「阻」。這個零電阻狀態被稱為超導電性。如果有一天,物理學家能夠找到在室溫下也能表現出超導電性的材料,那麼將會為能量傳輸、醫用掃描儀和交通領域帶來革命性的改變。

09 簡併物質

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在極高的密度或極低的溫度下,諸如電子之類的物質成分可以填滿所有可用的量子能級。進而產生了一個被稱為簡併壓力的反壓力結果。在中子星的中子會出現簡併,從而防止它們進一步坍縮成黑洞。

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