【物态都有哪些】【物质的物态有哪几种?】_物理_梓涵顼荣0011D

编辑: admin           2017-15-06         

    物质的10种物态 在自然界中,我们看到物质以各种各样的形态存在着:花虫鸟兽、山河湖海、不同肤色的人种、各种美丽的建筑……大到星球宇宙,小到分子、原子、电子等极微小的粒子,真是千姿百态斗奇争艳.大自然自身的发展,造就了物质世界这种绚丽多彩的宏伟场面.物质具体的存在形态有多少,这的确是难以说清的.但是,经过物理学的研究,千姿百态的物质都可以初步归纳为两种基本的存在形态:“实物”和“场”. “实物”具有的共同特点是:质量集中在某一空间,一般有比较确定的界面(气体的界面虽然模糊,但它又是由一个个实物粒子构成).本文开头所举的各例都属于实物. “场”则是看不见摸不着的物质,它可以充满全部空间,它具有“可入性”.例如大家熟知的电磁波,它可以将电台天线发射的信号通过空间传送到千家万户的收音机或电视机.可以概括地说,“场”是实物之间进行相互作用的物质形态. 什么是“物态”呢?日常所知的固态、液态和气态就是三种“物态”.为什么要有“物态”的概念?因为实物的具体形态太多了,将它们归纳一下能否分成较少的几类?这就产生了“物态”的概念.“物态”是按属性划分的实物存在的基本形态,它都表现为大量微小物质粒子作为一个大的整体而存在的集合状态.以往人们只知道有固态、液态和气态三种物态,随着科学的发展,在大自然中又发现了多种“物态”.入类迄今知道的“物态”已达10余种之多. 日常生活中最常见的物质形态是固态、液态和气态,从构成来说这类状态都是由分子或原子的集合形式决定的.由于分子或原子在这三种物态中运动状况不同,而使我们看到了不同的特征. 1.固态 严格地说,物理上的固态应当指“结晶态”,也就是各种各样晶体所具有的状态.最常见的晶体是食盐(化学成份是氯化钠,化学符号是NaCl).你拿一粒食盐观察(最好是粗制盐),可以看到它由许多立方形晶体构成.如果你到地质博物馆还可以看到许多颜色、形状各异的规则晶体,十分漂亮.物质在固态时的突出特征是有一定的体积和几何形状,在不同方向上物理性质可以不同(称为“各向异性”);有一定的熔点,就是熔化时温度不变. 在固体中,分子或原子有规则地周期性排列着,就像我们全体做操时,人与人之间都等距离地排列一样.每个人在一定位置上运动,就像每个分子或原子在各自固定的位置上作振动一样.我们将晶体的这种结构称为“空间点阵”结构. 2.液态 液体有流动性,把它放在什么形状的容器中它就有什么形状.此外与固体不同,液体还有“各向同性”特点(不同方向上物理性质相同),这是因为,物体由固态变成液态的时候,由于温度的升高使得分子或原子运动剧烈,而不可能再 保持原来的固定位置,于是就产生了流动.但这时分子或原子间的吸引力还比较大,使它们不会分散远离,于是液体仍有一定的体积.实际上,在液体内部许多小的区域仍存在类似晶体的结构——“类晶区”.流动性是“类晶区”彼此间可以移动形成的.我们打个比喻,在柏油路上送行的“车流”,每辆汽车内的人是有固定位置的一个“类晶区”,而车与车之间可以相对运动,这就造成了车队整体的流动. 3.气态 液体加热会变成气态.这时分子或原子运动更剧烈,“类晶区”也不存在了.由于分子或原子间的距离增大,它们之间的引力可以忽略,因此气态时主要表现为分子或原子各自的无规则运动,这导致了我们所知的气体特性:有流动性,没有固定的形状和体积,能自动地充满任何容器;容易压缩;物理性质“各向同性”. 显然,液态是处于固态和气态之间的形态. 4.非晶态——特殊的固态 普通玻璃是固体吗?你一定会说,当然是固体.其实,它不是处于固态(结晶态).对这一点,你一定会奇怪. 这是因为玻璃与晶体有不同的性质和内部结构. 你可以做一个实验,将玻璃放在火中加热,随温度逐渐升高,它先变软,然后逐步地熔化.也就是说玻璃没有一个固定的熔点.此外,它的物理性质也“各向同性”.这些都与晶体不同. 经过研究,玻璃内部结构没有“空间点阵”特点,而与液态的结构类似.只不过“类晶区”彼此不能移动,造成玻璃没有流动性.我们将这种状态称为“非晶态”. 严格地说,“非晶态固体”不属于固体,因为固体专指晶体;它可以看作一种极粘稠的液体.因此,“非晶态”可以作为另一种物态提出来. 除普通玻璃外,“非晶态”固体还很多,常见的有橡胶、石蜡、天然树脂、沥青和高分子塑料等. 5.液晶态——结晶态和液态之间的一种形态 “液晶”现在对我们已不陌生,它在电子表、计算器、手机、传呼机、微型电脑和电视机等的文字和图形显示上得到了广泛的应用. “液晶”这种材料属于有机化合物,迄今人工合成的液晶已达5000多种. 这种材料在一定温度范围内可以处于“液晶态”,就是既具有液体的流动性,又具有晶体在光学性质上的“各向异性”.它对外界因素(如热、电、光、压力等)的微小变化很敏感.我们正是利用这些特性,使它在许多方面得到应用. 上述几种“物态”,在日常条件下我们都可以观察到.但是随着物理学实验技术的进步,在超高温、超低温、超高压等条件下,又发现了一些新“物态”. 6.超高温下的等离子态 这是气体在约几百万度的极高温或在其它粒子强烈碰撞下所呈现出的物态,这时,电子从原子中游离出来而成为自由电子.等离子体就是一种被高度电离的气体,但是它又处于与“气态”不同的“物态”——“等离子态”. 太阳及其它许多恒星是极炽热的星球,它们就是等离子体.宇宙内大部分物质都是等离子体.地球上也有等离子体:高空的电离层、闪电、极光等等.日光灯、水银灯里的电离气体则是人造的等离子体. 7.超高压下的超固态 在140万大气压下,物质的原子就可能被“压碎”.电子全部被“挤出”原子,形成电子气体,裸露的原子核紧密地排列,物质密度极大,这就是超固态.一块乒乓球大小的超固态物质,其质量至少在1000吨以上. 已有充分的根据说明,质量较小的恒星发展到后期阶段的白矮星就处于这种超固态.它的平均密度是水的几万到一亿倍. 8.超高压下的中子态 在更高的温度和压力下,原子核也能被“压碎”.我们知道,原子核由中子和质子组成,在更高的温度和压力下质子吸收电子转化为中子,物质呈现出中子紧密排列的状态,称为“中子态”. 已经确认,中等质量(1.44~2倍太阳质量)的恒星发展到后期阶段的“中子星”,是一种密度比白矮星还大的星球,它的物态就是“中子态”. 更大质量恒星的后期,理论预言它们将演化为比中子星密度更大的“黑洞”,目前还没有直接的观测证实它的存在.至于 “黑洞”中的超高压作用下物质又呈现什么物态,目前一无所知,有待于今后的观测和研究. 物质在高温、高压下出现了反常的物态,那么在低温、超低温下物质会不会也出现一些特殊的形态呢?下面讲到的两种物态就是这类情况. 9.超导态 超导态是一些物质在超低温下出现的特殊物态.最先发现超导现象的,是荷兰物理学家卡麦林·昂纳斯(1853~1926年).1911年夏天,他用水银做实验,发现温度降到4.173K的时候(约-269℃),水银开始失去电阻.接着他又发现许多材料都又有这种特性:在一定的临界温度(低温)下失去电阻(请阅读“低温和超导研究的进展”专题).卡麦林·昂纳斯把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. 超导态的发现,尤其是它奇特的性质,引起全世界的关注,人们纷纷投入了极大的力量研究超导,至今它仍是十分热门的科研课题.目前发现的超导材料主要是一些金属、合金和化合物,已不下几千种,它们各自对应有不同的“临界温度”,目前最高的“临界温度”已达到130K(约零下143摄氏度),各国科学家正在拼命努力向室温(300K或27℃)的临界温度冲刺. 超导态物质的结构如何?目前理论研究还不成熟,有待继续探索. 10.超流态 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. 1937年,前苏联物理学家彼得·列奥尼多维奇·卡皮察(1894~1984年)惊奇地发现,当液态氦的温度降到2.17K的时候,它就由原来液体的一般流动性突然变化为“超流动性”:它可以无任何阻碍地通过连气体都无法通过的极微小的孔或狭缝(线度约10万分之一厘米),还可以沿着杯壁“爬”出杯口外.我们将具有超流动性的物态称为“超流态”.但是目前只发现低于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. 上面介绍的只是迄今发现的10 种物态,有文献归纳说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,限于篇幅,这里就不一一列举了.我们相信,随着科学的发展,我们一定会认识更多的物态,解开更多的谜,并利用它们奇特的性质造福于人类.

    互助这道作业题的同学还参与了下面的作业题

    题1: 【物态有几种是6种还是10种分别是什么急“急】[物理科目]

    然界的各种物质都是由大量微观粒子构成的.当大量微观粒子在一定的压强和温度下相互聚集为一种稳定的状态时,就叫做“物质的一种状态”,简称为物态.在19世纪,人们还只能根据物质的宏观特征来区分物质的状态,那时还只知道有三种状态,即固态、液态和气态.初中讲物态变化,就是讲这三种常见的物质状态间的变化问题.

    气体物质处于高温条件下,原子分子激烈碰撞被电离,或者气体物质被射线照射以后,原子被电离,整个气体含有足够数量的离子和带负电的电子,而且一般情况下正负电荷量几乎处处相等,这种聚集态叫等离子态.如果物质处于极高的压力作用下,例如压强超过大气压的140万倍,组成物质的所有原子的电子壳层都会被“挤破”,电子都变成为“公有”,原子失去了它原来的化学特征.这些“光身”的原子核在高压作用下会紧密地堆积起来(当然,再紧密也会有电子存在和活动的空隙),成为密度非常大的(大约是水成密度的3万至6.5万倍)状态,称为超固态.有些书籍把等离子态称为物质的第四态,把超固态称为物质的第五种状态.

    进一步从物质的内部结构去考虑,物态就远不止这几种了.例如,在固体物质中,有的其内部微观粒子呈周期性、对称性的规则排列,称为结晶态.而另外一些,如玻璃、沥青等物质,常温下虽然也有固定的形状和体积,不能流动,但其内部结构则更像液体,为玻璃态(非晶体).还有一些有机物质,能够流动,又具有某些晶体的光学特性,是介于液态和结晶态之间的状态,称为液晶态,很多物质在极低的温度下,会出现电阻消失的现象,称为超导态;在极低的温度下,某些液体的粘滞性会完全消失,叫做超流态.在巨大的压力下,平时是气体的氢,可以转变为具有金属特性的固态,称为金属氢态.天文学家发现,在宇宙中存在着比超固态密度更大的物质状态,例如组成中子星的中子态,还有密度更高的超子态、反常中子态、黑洞等等.由于反粒子,如反质子、反电子、反中子等都已被发现,有人预言在宇宙中会存在着全部由反粒子构成的反物质世界,但还没有得到证实.1998年6月3日,美国发射的航天飞机“发现者”号装载了一台a磁谱仪,期望探测到宇宙空间中可能存在的反物质,其中一个关键部件是由中国科学院电工研究所制造的直径1200mm、高800mm、中心磁感强度为0.1340T的永久磁体.

    总之,从物质的内部结构去分析,物态的种类很多,并且随着科学技术的进步,人们对物质世界的认识会继续深人,更多的物态会被发现和被人所认识.

    有时同一种物质在某种温度和压力下,有几种不同的物态同时存在,例如水处于密闭的容器中,下部是水而上部是水蒸气,就是液态与气态共存的情形.其他还有固气两态共存、固液两态共存或固、液、气三态共存的情形.

    有时物态也称为相,常见的物质三态也称为固相、液相、气相.进一步的研究发现,某些物质处于同一种物态,而其不同部分的物理性质均匀但可以互不相同,而且各部分之间有一定的分界面隔开.这种物质中物理性质均匀和其他部分之间有一定分界面隔开的部分称为物质的一个相.例如12C(碳)处于固态时,可以有金刚石、石墨、C60三种不同的相,它们的结构不同,物理性质也不同;液态氦有两种不同的相He1、HeП,He1具有普通粘滞液体的性质,而HeП具有超流性;固态冰在高压下可以有7种相.

    物态变化也称为相变.初中物理讲的物态变化是指固、液、气三种物态间的变化,这种变化是相变中的一类,称为一级相变.它的特点是:①相变过程中,体积要发生明显的改变;②相变过程中要吸收或放出所谓的相变潜热、此外,还有另一类相变,它们没有以上两个特点,既不发生体积的突变,也不吸收或放出相变潜热,但它的某些特性,如热容量、热膨胀系数等要发生突变,这类相变称为二级相变.某些物质在温度低到一定程度时电阻会突然消失,成为超导体,就是一种二级相变.本书只讨论与一级相变有关的问题.

    固态,从宏观上讲,是指具有一定的体积和形状的物体,从微观上讲,是指组成物质的微观粒子按一定规则周期性、对称性地排列,因此,我们讲的固态是结晶态.组成结晶态的物质微粒都有较强的相互作用力(这种相互作用力称为“键”,常见的有离子键、共价键、金属键等),这些微粒在各自的平衡位置附近做无规则的振动,一般不能离开自己的平衡位置,因此固体有一定的体积,也有一定的形状,并且熔化和凝固都有确定的温度,即有确定的熔点.此外,对于单晶体,它还具有规则的几何形状和物理性质各向异性的特点.

    液态,从宏观上讲,是指具有一定的体积,不容易被压缩,但没有一定的形状,能够流动的物体.从微观上讲,组成物质的微粒(以下简称为分子)相互间也有较强的作用力,分子的排列情况更接近于固体,只是它们的有规则排列局限于很小的区域内(约在10-7m的范围内),而众多的这些小区域之间则是完全无序地聚合在一起.组成液体的分子的运动主要也是在某一平衡位置附近做无规则振动,但振动一小段时间就会挣脱周围分子的束缚而转移到另一个新的平衡位置附近,因此液体具有流动性.液体分子在同一位置附近做振动的时间长短并不相同,但每一种液体,在一定的温度和压力下,分子在同一位置附近振动的持续时间的平均值是确定的,称为“定居时间”.例如液态金属的分子定居时间的数量级为10-10S,水的分子定居时间数量级为10-11S.同一种液体,温度越高,分子定居时间越短,而分子定居时间越短,则表示液体的流动性越好.

    气态,从宏观上讲,是指既没有一定的形状,也没有一定的体积的物体,它总是充满整个容器,很容易被压缩.从微观上讲,气体分子间距很大,它们的相互作用力很小,除了在相互发生碰撞或与器壁发生碰撞以外,气体分子的运动近似地可以看做是匀速直线运动,直到与其他分子或器壁发生碰撞为止,因此气体总是充满整个容器.两种不同的气体混合后,总是均匀地混合在一起,不会像两种不相溶的液体那样会出现明显的分界面.

    一般说来,任何一种物质,在温度、压强等发生变化时,都会呈现不同的物态,研究物态变化(相变)对于深人了解物质的结构及性质,对于研制新材料及新物质,都具有很大的现实意义.

    题2: 【物态一共有几种啊有好多种其他的,比如超流态,超固态一类的】[物理科目]

    目前发现十二种,一般情况下可见五种,当然还有未发现的,除固态、气态、液态,还有等离子态、液晶态、超导态、中子态等.

    题3: 物质还有哪些状态?这几种物态是物质的全貌吗?[物理科目]

    在日常生活中,我们接触到物质的状态主要是固态.液态和气态,通常分别称为物质第一态.第二态和第三态.众所周知,当温度变化时,固态,液态,气态可以相互转化,正是这种变化,使我们的生活五彩缤纷,然而除了这三种物态以外,物质还有没有别的状态呢?随着科学的发展,人们发现,物质还有许多新的状态.

    在托里拆利实验中,竖直水银管的上端没有空气,这是人类获得的第一个人造真空.过去,人们认为真空就是空无一物的空间,其实不然,即使在没有实物粒子的真空中,也并不是真的空无一物,而是充满了热辐射,即电磁波,或者说充满了光子.实验证明正负电子湮灭成光子,反之光子也可能转化为正,反粒子.所以科学家称之为真空辐射场态.物质运动是绝对的,物质在运动过程中出现的稳态是相对的,有条件的.人类将创造条件老认识物质的各种运动状态,这也是当代科学发展的重要课题.

    题4: 【求助物理】世界上有几种物态6种?还是10种?(如知道都是啥,请帮忙标出,[物理科目]

    固,液,气,非晶态·,液晶态,等离子态,超固态,中子态,超导态,超流态·,玻色一爱因斯坦凝聚态·,费米子凝聚态·

    后面有点的没听说过,其他的在书上看到过

    题5: 【自然界的物体有那几种物态拜托各位了3Q自然界的物体有那几种物态?都相应的简单、通俗地解释一下·】[物理科目]

    1.固态 严格地说,物理上的固态应当指“结晶态”,也就是各种各样晶体所具有的状态.最常见的晶体是食盐(化学成份是氯化钠,化学符号是NaCl).你拿一粒食盐观察(最好是粗制盐),可以看到它由许多立方形晶体构成.如果你到地质博物馆还可以看到许多颜色、形状各异的规则晶体,十分漂亮.物质在固态时的突出特征是有一定的体积和几何形状,在不同方向上物理性质可以不同(称为“各向异性”);有一定的熔点,就是熔化时温度不变. 在固体中,分子或原子有规则地周期性排列着,就像我们全体做操时,人与人之间都等距离地排列一样.每个人在一定位置上运动,就像每个分子或原子在各自固定的位置上作振动一样.我们将晶体的这种结构称为“空间点阵”结构. 2.液态 液体有流动性,把它放在什么形状的容器中它就有什么形状.此外与固体不同,液体还有“各向同性”特点(不同方向上物理性质相同),这是因为,物体由固态变成液态的时候,由于温度的升高使得分子或原子运动剧烈,而不可能再 保持原来的固定位置,于是就产生了流动.但这时分子或原子间的吸引力还比较大,使它们不会分散远离,于是液体仍有一定的体积.实际上,在液体内部许多小的区域仍存在类似晶体的结构——“类晶区”.流动性是“类晶区”彼此间可以移动形成的.我们打个比喻,在柏油路上送行的“车流”,每辆汽车内的人是有固定位置的一个“类晶区”,而车与车之间可以相对运动,这就造成了车队整体的流动. 3.气态 液体加热会变成气态.这时分子或原子运动更剧烈,“类晶区”也不存在了.由于分子或原子间的距离增大,它们之间的引力可以忽略,因此气态时主要表现为分子或原子各自的无规则运动,这导致了我们所知的气体特性:有流动性,没有固定的形状和体积,能自动地充满任何容器;容易压缩;物理性质“各向同性”. 显然,液态是处于固态和气态之间的形态. 4.非晶态——特殊的固态 普通玻璃是固体吗?你一定会说,当然是固体.其实,它不是处于固态(结晶态).对这一点,你一定会奇怪. 这是因为玻璃与晶体有不同的性质和内部结构. 你可以做一个实验,将玻璃放在火中加热,随温度逐渐升高,它先变软,然后逐步地熔化.也就是说玻璃没有一个固定的熔点.此外,它的物理性质也“各向同性”.这些都与晶体不同. 经过研究,玻璃内部结构没有“空间点阵”特点,而与液态的结构类似.只不过“类晶区”彼此不能移动,造成玻璃没有流动性.我们将这种状态称为“非晶态”. 严格地说,“非晶态固体”不属于固体,因为固体专指晶体;它可以看作一种极粘稠的液体.因此,“非晶态”可以作为另一种物态提出来. 除普通玻璃外,“非晶态”固体还很多,常见的有橡胶、石蜡、天然树脂、沥青和高分子塑料等. 5.液晶态——结晶态和液态之间的一种形态 “液晶”现在对我们已不陌生,它在电子表、计算器、手机、传呼机、微型电脑和电视机等的文字和图形显示上得到了广泛的应用. “液晶”这种材料属于有机化合物,迄今人工合成的液晶已达5000多种. 这种材料在一定温度范围内可以处于“液晶态”,就是既具有液体的流动性,又具有晶体在光学性质上的“各向异性”.它对外界因素(如热、电、光、压力等)的微小变化很敏感.我们正是利用这些特性,使它在许多方面得到应用. 上述几种“物态”,在日常条件下我们都可以观察到.但是随着物理学实验技术的进步,在超高温、超低温、超高压等条件下,又发现了一些新“物态”. 6.超高温下的等离子态 这是气体在约几百万度的极高温或在其它粒子强烈碰撞下所呈现出的物态,这时,电子从原子中游离出来而成为自由电子.等离子体就是一种被高度电离的气体,但是它又处于与“气态”不同的“物态”——“等离子态”. 太阳及其它许多恒星是极炽热的星球,它们就是等离子体.宇宙内大部分物质都是等离子体.地球上也有等离子体:高空的电离层、闪电、极光等等.日光灯、水银灯里的电离气体则是人造的等离子体. 7.超高压下的超固态 在140万大气压下,物质的原子就可能被“压碎”.电子全部被“挤出”原子,形成电子气体,裸露的原子核紧密地排列,物质密度极大,这就是超固态.一块乒乓球大小的超固态物质,其质量至少在1000吨以上. 已有充分的根据说明,质量较小的恒星发展到后期阶段的白矮星就处于这种超固态.它的平均密度是水的几万到一亿倍. 8.超高压下的中子态 在更高的温度和压力下,原子核也能被“压碎”.我们知道,原子核由中子和质子组成,在更高的温度和压力下质子吸收电子转化为中子,物质呈现出中子紧密排列的状态,称为“中子态”. 已经确认,中等质量(1.44~2倍太阳质量)的恒星发展到后期阶段的“中子星”,是一种密度比白矮星还大的星球,它的物态就是“中子态”. 更大质量恒星的后期,理论预言它们将演化为比中子星密度更大的“黑洞”,目前还没有直接的观测证实它的存在.至于 “黑洞”中的超高压作用下物质又呈现什么物态,目前一无所知,有待于今后的观测和研究. 物质在高温、高压下出现了反常的物态,那么在低温、超低温下物质会不会也出现一些特殊的形态呢?下面讲到的两种物态就是这类情况. 9.超导态 超导态是一些物质在超低温下出现的特殊物态.最先发现超导现象的,是荷兰物理学家卡麦林·昂纳斯(1853~1926年).1911年夏天,他用水银做实验,发现温度降到4.173K的时候(约-269℃),水银开始失去电阻.接着他又发现许多材料都又有这种特性:在一定的临界温度(低温)下失去电阻(请阅读“低温和超导研究的进展”专题).卡麦林·昂纳斯把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. 超导态的发现,尤其是它奇特的性质,引起全世界的关注,人们纷纷投入了极大的力量研究超导,至今它仍是十分热门的科研课题.目前发现的超导材料主要是一些金属、合金和化合物,已不下几千种,它们各自对应有不同的“临界温度”,目前最高的“临界温度”已达到130K(约零下143摄氏度),各国科学家正在拼命努力向室温(300K或27℃)的临界温度冲刺. 超导态物质的结构如何?目前理论研究还不成熟,有待继续探索. 10.超流态 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. 1937年,前苏联物理学家彼得·列奥尼多维奇·卡皮察(1894~1984年)惊奇地发现,当液态氦的温度降到2.17K的时候,它就由原来液体的一般流动性突然变化为“超流动性”:它可以无任何阻碍地通过连气体都无法通过的极微小的孔或狭缝(线度约10万分之一厘米),还可以沿着杯壁“爬”出杯口外.我们将具有超流动性的物态称为“超流态”.但是目前只发现低于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. 11.玻色一爱因斯坦凝聚态 “玻色一爱因斯坦凝聚态”,是科学巨匠爱因斯坦在70 年前预言的一种新物态.为了揭示这个有趣的物理现象,世界科学家为此付出了几十年的努力. 1995年,美国科学家维曼、康奈尔和德国科学家克特勒首先从实验上证实了这个新物态的存在.为此,2001年度诺贝尔物理学奖授予了这3位科学家,以表彰他们在实现“玻色一爱因斯坦凝聚态”研究中作出的突出责献. “玻色一爱因斯坦凝聚态” 是物质的一种奇特的状态,处于这种状态的大量原子的行为像单个粒子一样.这里的“凝聚”与日常生活中的凝聚不同,它表示原来不同状态的原子突然“凝聚” 到同一状态,要达到该状态,一方面需要物质达到极低的温度,另一方面还要求原子体系处于气态.华裔物理学家朱棣文,曾因研究出激光冷却和磁阱技术这一有效的制冷方法,而与另两位科学家分享了1997年的诺贝尔物理学奖.“玻色一爱因斯坦凝聚态”所具有的奇特性质,不仅对基础研究有重要意义,在芯片技术、精密测量和纳米技术等领域,也都有很好的应用前景. 12.费米子凝聚态 根据“费米子凝聚态”研究小组负责人德博拉·金的介绍, “费米子凝聚态”与“玻色一爱因斯坦凝聚态”都是物质在量子状态下的形态,但处于“费米子凝聚态”的物质不是超导体. 量子力学认为,粒子按其在高密度或低温度时集体行为可以分成两大类:一类是费米子,得名于意大利物理学家费米;另一类是玻色子,得名于印度物理学家玻色.这两类粒子特性的区别,在极低温时表现得最为明显:玻色子全部聚集在同一量子态上,费米子则与之相反,更像是“个人主义者”,各自占据着不同的量子态.“玻色一爱因斯坦凝聚态”物质由玻色子构成,其行为像一个大超级原子,而“费米子凝聚态”物质采用的是费米子.当物质冷却时,费米子逐渐占据最低能态,但它们处在不同的能态上,就像人群涌向一段狭窄的楼梯,这种状态称作“费米子凝聚态”. 上面介绍的只是迄今发现的12 种物态,有文献归纳说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,限于篇幅,这里就不一一列举了.我们相信,随着科学的发展,我们一定会认识更多的物态,解开更多的谜,并利用它们奇特的性质造福于人类.

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