文档介绍：物质有几态
军队有“三军”,那就是“海、陆、空”;物质有“三态”,那就是“气、
液、固”。这似乎已经成为人之常识了,可是,这回又要提醒你了,这种观
念过时了。正像现代军队已经更加细化了,什么装甲兵、通讯兵、雷达兵、
防化学兵、火箭兵、原子武器兵等等,物质的状态也更加细化了,据现在所
知,物态就不下十几种。
首先,“气、液、固”三态仍然是物质宏观下最明显的状态。就以水来
讲,水仅仅是在℃~ ℃之间,如果低于℃,水就变成固态的冰,而高
于℃,水又变成气态的水蒸气。再以氢气来讲,常温下是气态,但当温
度为℃时,变为液态氢,当温度再低到℃时,变为固态氢。
但是,如果按其内部分子结构来细分的话,气态中还包含有等离子态,
液态中还包含有超流态,固态中还包含有晶态、液晶态、玻璃态、超导态和
金属氢态等等。
等离子态是指气体温度升高到几千度或几万度以后,分子或原子失去电
子成为带正电的离子,脱离原子核束缚的电子成为自由电子。这种电离气体
就是等离子态。在自然界有天然的等离子层,它能保护我们地球上的生物不
受宇宙中带电粒子的侵害。人们也可以制造人工等离子体,如等离子体切割、
等离子体喷涂、等离子状态下的辉光放电等等。
超流态是指在极低温下,在绝对温度以下,对于液态氦有一种特殊的
性能,它的粘滞性完全消失,从而可以沿管壁或容器壁面向上流动以至流到
外面,这就是奇特的超流态。
至于晶态、液晶态和玻璃态则是以原子的规则、对称、周期性的差异来
区分的。晶态是指物质呈结晶形状出现的,每种结晶态物质都有固定的结晶
结构,如水晶呈棱锥形,方解石呈平行六面体形,雪花呈六角形等等。有的
物质永远没有结晶体,如玻璃、沥青,它的内部结构更像液体,称玻璃态。
还有一些物质,主要是一些有机物质,介于液态和晶态之间,尤其具有晶体
的光学性质,称液晶态。
固态中比较特殊的是超导态和金属氢态。超导态是指有些金属在接近绝
对零度时呈现电阻消失的状态。目前人们又开始制造高温超导材料,使一些
人工制造的化合物在较高的温度下也呈现超导现象。另外金属氢态是氢气所
固有的一种状态,当氢气在非常巨大的压力下,氢可以变成固态,而且这时
的固态氢具有金属的特性。
人们在对宇宙中星球的观测中又发现一种质量很大、体积很小的恒星,
叫白矮星,这对物质有可能存在的状态又有所启迪。于是,人们认为,当物
质在高温高压下,可以使原子核高度紧密地挤在一起,呈现出很大的密度,
这时物质的状态称超固态。如果继续加高温度、加大压力,使原子核外部的
电子挤进质子,使质子不带电荷;物质全部成为中子的状态,这时的物质又
称为中子态。如果再加大压力,又会出现超子态、黑洞等等。
相反,高密度物质的相反状态,低密度低到真空的状态,甚至认为真空
是一种“负能量”粒子的空间,又形成了真空态。与此相关联的各种场,如
电场、磁场、引力场,这也是物质的一种状态。
自从粒子物理发展以来,人们知道大多数基本粒子都存在有电性相反或
自旋相反的所谓反粒子,因此由反粒子组成的物态将与上述正粒子形成的物
态一一对应,这又是一大串的反物质态。
由此说来,物质到底有几态呢?让我们再回顾一遍,就可以数出来了,
它们是:气态、液态、固态、晶态、液晶态、玻璃态、等离子态、超导态、
超流态、金属氢态、超固态、中子态、超子态、黑洞、真空、场、反物质态
等等。
谁来坐镇银河系中心
古希腊人认为,人类居住的地球是宇宙中心。到世纪,哥白尼把它降
为一颗普通行星,把太阳作为宇宙中心天体。到世纪,赫歇尔认为,太阳
是银河系中心。世纪,卡普利把太阳流放到银河系的悬臂上,离银河系中
心有几万光年之遥。
当太阳“离开银心”之后,谁坐镇银心是天文学家关注的大问题。特别
是,银心的距离并不算远,理应把它的“主人”搞清楚。然而,对银心的观
测并不容易,原因是银心处充满了尘埃。这层厚厚的面纱实在令人难以窥视
其中的奥秘。
随着观测手段的不断改进,人们对银心的了解也在不断增加。这主要是
接收尘埃无法遮挡的红外线和射电源。它们就像医生测人体心电图一样,从
红外线和射电波送来大量有用的信息。美国贝尔实验室的工程师詹斯基就是
最先接收到银心射电波的。
由于银心核球的红外线和射电波信号很强,它似乎不是一个简单的恒星
密集核心,它可能是质量极大的矮星群。年,英国天文学家认为,核球
中心部有一个大质量的致密核,或许还是一个黑洞,其质量约为太阳质量的
万倍。如果真是一个黑洞,银心应有一个强大的射电源。
世纪年代,美国天文学家探测到以每秒公里的速度围绕银心
运动的气体流