物质的状态

我们知道常见的物质状态有:固态、液体和气态。当温度发生变化时，物质的状态会发生改变，我们称为物态变化。常见的物态变化有六种:熔化和凝固、汽化和液化、升华和凝华。

一、物态变化如何进行

物态变化往往又称为相变，指物质从一种状态变化为另一种状态的现象。那么相变的原因是什么呢？其实这一切的原因都归功于能量。

我们知道物质是由原子、分子构成的。分子间有一定的相互作用，能够将周边的分子“吸引”在一定范围内。分子们都有着自己的能量，它们或是会跑来跑去，或是会旋转振动。如果它们的能量很小，无法逃离周边分子的引力，那么它们将被困在原地，不能随心所欲。这就是固态，有着基本固定的形状和体积，没有流动性。

如果我们逐渐给固体提供能量，比如给它加热。固体内的分子将逐渐获得足够的能量，用来克服分子间的相互作用，这时固体将渐渐膨胀。当物质中所有分子都可以跑离原先位置时，液态就形成了，有一定的流动性，没有固定的形状，但有一定的体积。继续增加液体的能量，以至于分子们甚至能自由自在地跑出物质表面，完全摆脱分子间的吸引力，这时就形成了气态，没有固定的形状和体积。

二、固液气三态之外的世界

除了常见的固液气三态以外，是否还存在着其他的物质状态呢？答案是肯定的。20世纪中期，科学家确认了物质的第四态，即等离子体态。我们知道，原子是由原子核和核外电子构成的。电子与原子核之间有着电磁力相互作用，它们彼此间互相吸引，形成稳定的原子。如果我们给原子充足的能量，以至于让其中的部分电子能够电离，也就是脱离原子核的吸引力自由移动，这时物质就由自由运动的离子与电子组成。由于电离后物质整体呈现为电中性，这种物质状态被称为等离子态，也被称作电浆。

而如果我们逐渐将体系的能量剥离，到达接近于“绝对零度”的温度时，就会出现另外种类的相变。美国标准技术研究院与美国科罗拉多大学的科学家组成的联合研究小组于1995年和2004年分别创造出了玻色-爱因斯坦凝聚态和费米子凝聚态。

玻色-爱因斯坦凝聚态与费米子凝聚态有关。科学家根据量子力学认为，自然界中的粒子是玻色子或是费米子。当温度逐渐降低，系统的能量慢慢减小时，所有的玻色子都会向最低能量的状态变化，而到了最后，所有的玻色子都到达了最稳定，最没有能量的状态。这时，所有的玻色子就会“长得完全一样”，分不清，对外表现得像一个巨大的“原子”。这时的状态就被称为玻色-爱因斯坦凝聚态，物质的第五态。

而费米子有着自己独特的个性，同一个状态不会占有两个相同的费米子。就如同一幢大楼里每一个单元住着唯一的一户人家，不会有两家同时住在一间屋子中。如果体系能量降低，费米子将会一层一层占据低能量状态，而不会都挤在最低能量上。因此正常来看，费米子不会形成玻色子那样的凝聚态。但物理学家最终找到办法，将两个费米子组成一对，展现出玻色子的性质，最终发现了费米子凝聚态，物质的第六态。

玩转物理提示您：看后求收藏（同创文学网http://www.tcwxx.com），接着再看更方便。