物质可以有多少种状态

beta1

相态也就是物质的状态（或简称相，也叫物态）指一个宏观物理系统所具有的一组状态。处在一个物态中的物质拥有单纯的化学组成和物理特性（如密度、晶体结构、折射率等）。最常见的物质状态有固态、液态和气态，俗称“物质三态”。

那么除了这三种呢？这有个列表：

　　* 固态（Solid）：具有一定形状和体积。

　　* 液态（Liquid）：可变形但不可压缩的流体。形状由容器限定，在压力影响下，体积（几乎）不变。

　　* 气态（Gas）：可压缩的流体。形状和体积都由容器限定。

　　* 液晶（Liquid Crystal）：是一种高分子材料，拥有较特殊的物理、化学性质：通常它们可以流动，而在一些特定情况下又具有结晶的性质。但液晶是否可以作为一种独立的物质相态似乎还有点争论。

　　* 超临界流体（Supercritical fluid）：当物质在超过一定温度及一定压力时，气体与液体的性质会趋近于类似，最后会达成一个均匀的、无法区分液体气体的物质状态。超临界流体类似气体具有可压缩性，而又兼具有液体的溶解能力，故超临界流体可定义为具有可控溶解能力的沈重气体。

　　* 等离子态（Plasma，又译电浆）：在高温下的气体，其原子中的电子会游离出来（电离），形成了主要由带电离子和自由电子所组成的高温气体，即称为等离子态，也称“超气态”。

　　* 超流体（Superfluid）：极少数流体，比如液氦，在极低温下会形成一种完全无摩擦的流体。

　　* 超固体（Supersolid）：同超流态相似，超固态可以（在保持形状的情况下）完全无摩擦的运动。

　　* 电子简并态（Electronic degenerate matter）：白矮星的组成物质，密度很大。简单来说就是一种由高密度所带来的高能量和不稳定的状态，但由于星体的强大引力而迫使此种状态可以稳定的存在下去。

补充一下，其实是这样的：
当你拥有足够强大的力量去压缩物质的时候，你会发现物质本身就会有一定的能力来抵抗压缩。起初，在压力还不是那么夸张的时候，物质内部粒子的热运动就可以抵抗外部的压力。——这适用于大多数的情况，比如很多恒星的核心部分都具有非常强大的压力，但这些恒星的核心同时也拥有极高的温度，极高的温度保证了处在恒星核心的原子不会被“压坏”，换句话说，恒星的高温使恒星有能力去抵抗自身的重力，从而维持一定的体积。
如果我们把压力再增大一些（或者，把物质的温度降低一些），你会发现在这么夸张的压力下物质又被压缩了——这时候物质内部的热运动已不足以抵抗外界的压力，物质被极度的压缩，原子与原子之间的距离进一步的缩小。这个时候，物质抵抗压缩的能力来自“电子简并压”。电子简并压的存在可以用量子力学中的“不确定原理”来解释：当原子核外的空间越来越小的时候，电子位置的不确定性就会减少，这必然会导致其动量的不确定性的增加。也就是说，此时物质抵抗压缩的能力来自其内部电子与电子间的斥力，而处于这一状态的物质就被成为“电子简并态”。同样，电子简并压所能抵抗的压力也存在一个极限，这一极限被称作“钱德拉塞卡极限”，超过这一极限的压力将迫使电子进入原子核，即发展成下面的“中子态”。电子简并态也是物质能够被压缩的极限状态，一旦跨越这个极限，电子将被压入原子核（中子态），那就是说物质已经被压的“变质”了。

　　* 中子态（Neutronium）：中子星的组成物质（上一个物态的升级版）。恒星引力坍缩的巨大压力将电子压入原子核，与质子结合为中子，形成主要由中子组成的密度极大的物质。

　　* 玻色-爱因斯坦凝聚态（Bose-Einstein condensate）：是玻色子（依随玻色-爱因斯坦统计，自旋为整数的粒子）在冷却到绝对零度附近时所呈现出的一种气态的、超流性的物态。

　　* 费米子凝聚态（Fermionic condensate）：和玻色-爱因斯坦凝聚态相似，但由费米子（依随费米-狄拉克统计、自旋为半奇数的粒子）组成。根据泡利不相容原理，不同的费米子不能占据同一量子态，但费米子可以人工配对成为具有玻色子性质的合成“粒子”，从而占据同一量子态。

　　* 夸克-胶子等离子态（Quark-gluon plasma）：一种理论上预言的，自由的夸克存在于胶子海洋中的物质状态。

　　* 强对称物质（Strongly symmetric matter）：不好解释了，期待好心人补充。。
　　* 弱对称物质（Weakly symmetric matter）：不好解释了，期待好心人补充。。

　　* 奇异物质（Strange matter，Quark matter）：一种被理论预言存在的物质，这种奇怪的物质具有负质量、负引力，即这种物质所产生的引力将排斥周围的物体。传说中的大爆炸（抱歉“传说中的”这个词不是很严肃 -__- 大家要假装没看见）后，宇宙膨胀的动力即来自奇异物质，虽然目前没有真正的找到这种物质，但理论上，我们的宇宙中存在完全由奇异物质所构成的星球是可能的。（既然大家都在相互排斥，又怎么能形成星球，莫非奇异物质与奇异物质之间还是相互吸引的？既然拥有正质量的物质可以相互吸引，那么拥有负质量的物质也能相互吸引就比较符合逻辑了。同性相吸异性相斥？-__-）

　　* 酯膜结构（台湾科学家赵治宇在2004年所提出的一种物态，似乎英文名称还没确定）：酯膜结构和液晶一样具有柔性排列结构的特性，但分子间的连结程度又较液晶更小，因此其他物质可以像通过液体一样通过酯膜结构的物质。

[ 本帖最后由 beta1 于 2008-2-11 14:37 编辑 ]

161xx

看起来初中物理真的是很少阿~

beta1

中学嘛，压力不该太大。我弟弟在读高中，每星期只有2小时的“购物假”，每个月才有1天的“月末假”，每天的晚自习也要上到9点，……我就想不通他们都在学些什么要这么坚苦…… 真是过分。。。

这几种物质状态，超固态最让我感兴趣，——可以消除所有的摩擦，太神奇了！不过这方面的资料不是很多。

FreeMagician

大叔，是不是这么理解啊，超固态就是很硬很硬，所以有再大的压力上去还是不会发生一点形变，所以就产生不了摩擦力？就像两块橡皮和两块陶瓷的区别？

beta1

嗯，应该不是，从超流体的资料来看，是低温物质发生了一些需要用量子力学相关的理论才能去部分解释的变化，不过我找到的资料实在太少了，偏偏量子力学我又只是一知半解……

超流体是在1937年发现的，并且由此延伸出了一门新的学科：量子流体学。当时发现的是氦的同位素氦4在低于2.17 K (−270.98°C)时会完全失去黏性——已经接近绝对零度了，属于一个极端的试验环境。。。如果这时候的氦4处在一个环形的容器中就可以永不停止的流动，此时能够影响它的就只剩下重力了，超流体还有很多别的有趣的性质。后来呢又发现氦3在更低的温度下也会成为超流体。

超固体是04年宾州州立大学的物理学家发现的——氦4在低于2K的温度时，凝固成的固体也可以无摩擦的运动……不过目前看来并不是所有的物理学家都有条件拥有这么极端的低温，所以相关研究似乎没啥么进展，。。氦4的超流体性质可以用量子力学中的“玻色-爱因斯坦统计”去解释，氦3特殊，需要用到和超导体研究领域相关的一个名为BCS理论的拓展部分来解释……总之很复杂，而且BCS理论本身就有问题。。。——量子力学现在依然混乱不堪——在我看来是——也我这么想是因为我只是“一知半解”吧。
:$

[ 本帖最后由 beta1 于 2007-12-12 19:44 编辑 ]

161xx

不错了，我们初三要学到6点，高三要学到10点。
没办法，要学习~

roy986

哦，难以理解、难以理解:L

Fred

火，就对是偷来的
:$

beta1

:L Fred说的好高难啊，没看明白 :Q

Fred

哈哈，我的意思是火啊，就是改变了原始人生活的火，等离子态的啊
一种动物怎么就莫名其妙的用起来了呢？如果说是进化，其他动物怎么不用呢？很费解哦
（很多动物也很聪明，也会用工具的哦，也有很多集群生物，并不缺乏社会性）
今天咱们看黑洞不理解，其实就好像原始人看火不理解一样，当然，如果真有黑洞的话......
火：http://baike.baidu.com/view/19105.htm
:$