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物质除了固态、液态和气态以外,还有其他形态吗?

十万个为什么 物理 2020-10-07 54 0 | 作者:为什么

  我们周围的物质真是形形色色、丰富多彩。如果要你把这些物质来分一分,你会毫不困难地指出,哪些是固体,哪些是液体,哪些是气体。

物质除了固态、液态和气态以外,还有其他形态吗?

  物质除了这三种以外,究竟还有没有别的形态呢?

  我们用水做例子:将冰加热到一定的程度,它就由固体变成为液体的水:温度再升高,又蒸发成气体。但要是将气体的温度继续升高,会得到什么样的结果呢?

  当气体的温度升高到几千度以上的时候,气体的原子就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,也可以使气体转变成等离子态。

  这种等离子态也许你感到很稀罕吧!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。只有在那些昏暗的行星和分散的星际物质里,才能找到固体、液体和气体。

  就是在我们的周围,也经常能够碰到等离子态的物质。象在日光灯和霓虹灯的灯管里,眩目的白炽电弧中,都能找到它的踪迹。再有,在地球周围的电离层里,在美丽的极光、大气中的闪光放电和流星的尾巴里面,也能找到这种奇妙的等离子态。

  科学家发现天空中的白矮星,个子不大,可是它的密度却大得吓人。它们的密度大约是水的3600万到几亿倍。这是什么缘故呢?

  物质是由原子构成的。普通的物质,原子和原子之间有着很大的空隙。原子的中心是原子核,外面是围绕着它旋转的电子层:原子核很重,它的重量占整个原子的99%,但是它的体积却很小,如果拿原子比做一座高大的楼房,原子核就象是一颗放在大楼中央的玻璃弹子,因此原子内部的空隙也是很大的。

  在白矮星里面,压力和温度都大极了。在几百万大气压的压力下,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,因此物质也就特别的重了。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350万个大气压左右,因此也存在着一定的超固态物质。

  假如在超固态物质上再加上巨大的压力,那么原来已经挤得紧紧的原子核和电子,就不可能再紧了,这时候原子核只好宣告解散,从里面放出质子和中子。从原子核里放出的质子,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,原来是原予核和电子,现在却都变成了中子。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!一个火柴盒那么多的中子态物质,可以有30亿吨重,要有96000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。

  所以,现在我们知道物质的形态不止固态、液态和气态这三种。