物体分为三态:固态、液态、气态,那么光是什么态?火又是什么态?

斌格谦


物体分为三态:固态、液态、气态,那么光是什么态?火又是什么态?

物质的三态大家都知道,气液固就是随着温度的降低逐渐转换的一个过程,但可能有很多人并不是特别了解的是还有第四态-等离子态和第五态-玻色—爱因斯坦凝聚态,第六态-费米子凝聚态!

气体的等离子化还是比较简单的,霓虹灯里的放电就是气体的被等离子化过程。当然最简单暴力的方式是给物质加热加热再加热.....即可!

玻色—爱因斯坦凝聚态则是七十年前爱因斯坦即预言的一种物质形态,这与我们生活中的“果冻状”凝聚不同,是原来并不是同一种状态的原子突然凝聚到了同一种状态,是由无数个具有单一量子态的超冷例子的合集,看上去像一个有玻色子构成的超大原子!

玻色-爱因斯坦凝聚在预言半个多世纪后的1995年6月5日首次实现!

费米子凝聚态,与玻色一爱因斯坦凝聚态的物质是由玻色子构成看起来像一个超级大原子一样不同,费米凝聚态则是有费米子构成,物质在冷却时费米子逐渐占了最低的能态,但这些费米子的能态并不一致,就如争先恐后到达某个临界的那种状态!

而第六态是未来高温超导的重要研究方向!

了解了物质的多态之后,我们来看看光是什么态,我们认为光是一种具有波粒两像性的电磁波中中的一个区间,并不是物质的一种状态,而是一种能量传播方式。

而火焰则有一些分化,有一部分理论认为火焰是一种低温等离子态或者部分达到等离子态,但也有外一些人认为只是一个物质化学反应过程中的能量释放,当然这个火焰只要温度足够高则完全可以达到等离子态,而个中的区隔并不十分明显!


星辰大海路上的种花家


固态、液态、气态只是我们通常所说的普通物质三态,但除此之外,物质还有其他状态:等离子态、低温态(包括玻色-爱因斯坦凝聚态、费米凝聚态)、简并态(包括电子简并态、中子简并态)。很明显,光与火并非是我们通常所熟悉的普通物质三态。

先说火的物质状态。当温度很高时,组成物质的原子就会失去电子,形成自由电子和离子共存的物质状态,这就是等离子态。当物质燃烧时,原子会发生电离,电子跃迁会辐射出光子,从而形成我们所看到的火。因此,火的状态即为等离子态。事实上,宇宙中最为常见的物质状态不是气液固三态,而是等离子态,因为遍布宇宙中的恒星(包括太阳)都是处于这种状态。

另一方面,光其实是一种能量形式,它们的本质是电磁辐射,并非是由原子组成的物质。组成物质的粒子都是拥有静止质量的,而组成光的光子是没有静止质量的,光子是一种静止质量为零的玻色子。虽然光在有时候表现出粒子或者波的行为,但光不被归类为物质,所以光也就没有物质状态之说。


火星一号


很好的问题。

物质当然不仅仅只有三态,而是有很多态,比如超导态,等离子态,光子气体等等。

你说的光就属于光子气体,而你说的火基本上可以认为是等离子态。不过其实我也很奇怪为什么在中学课本中不给大家介绍一下火与闪电这样的基本的等离子体状态,我们国家的教材还是比较传统的,其实我觉得在中学里是可以多讲点生活常识的。

我们在中学的时候说的固态、液态、气态那是最基础的知识,并不是最全的,比如黑洞属于什么态?黑洞就属于黑洞态。

因此,你的问题基本上就回答完毕了。

既然说到这里了,我们还可以谈谈物态变化,那在物理学上叫做相变。相变是经常发生的现象,比如液体变成气体叫做气化,液体变成固体叫做凝固……这些是初中知识。然后呢?到了大学或者研究生阶段,你会学到超导相变,比如水银在低温下会成为超导状态,这就是一种新的相变了。再比如,恒星在特定条件下会变成黑洞,这也是一种相变。

我们现在的知识,并不能完全理解相变,尤其是宇宙早期大爆炸后发生的弱电相变等等,都是我们不清楚的。

笼统地把物质分为几个状态这样的思维是文科的思维,基本上就是为了记忆,而实际的物理其实要复杂得多,有时候甚至是不可完全描述与概括的。正因为我们有那么多未知的东西,我们人类才有前进的动力。而且,已知越多,无知就更多。希望这个问题能带给你启发。


作家张轩中


火是等离子态。

看到这个问题,想起了一件事情,百感交集。我堂弟70后80之间,现在三十多岁,人比较聪明调皮,思维敏捷,属于那种一个游戏币能在游戏厅里玩半天的,但不怎么上瘾。他从北京回到老家城市上小学(我叔叔从北京转业回地方),上课时老师讲物质的三态,他就站起来问老师,火是啥态,电是啥态。。。。

结果老师答不上来,认为他是捣乱课堂,把他好一顿批评,让他出去罚站。。。他很不服气,跟我说,拼命去找资料,找到了还告诉我,等离子态。

如果在美国,老师估计会表扬这样的孩子吧?

挺聪明,后来没有上大学。那么,聪明,还挺好学的孩子,到底是怎么被废掉的呢?

后来,和他喝酒聊天,他打开心扉,谈到后来都不喜欢学习了,起源于后面更严重的一次事件。

后来他上初中,数学老师彻底让他对学习丧失了兴趣:有三道数学题,他做对了两道,一道错了,老师打回去要他重改,但老师把位置标错了,标在了对的那道题上,结果他有点懵,觉得不可能错啊,但老师态度很严厉,要求大家闲时修改。因此不得不重新拿张纸,修改那道对了的题,结果自然是把对的修改错了,老师一看,怎么交上来一道错题,明显不对啊,打回去重做,我弟一看,还不对,就更糊涂了,又去改,反复好几次,一直到第十次,气的不行的老师,把他叫过来,掐他的胳膊,把胳膊都掐青了,说你怎么这么笨。最后,老师气的把原来的卷子拿过来,发现他标错位置了。。。

然而,我弟已经对学习和老师,都没什么兴趣了。原来在北京上学时,生病住院了,老师都是下班后,跑到医院去给他补课,回到老家,县城的老师和北京的老师,差异还是比较大的。

后来2000年左右去参军了,空一师,服役三年。退伍后,回到老家进入一家国企。

我堂弟人远比我聪明,但后来没读大学,挺让我可惜的。


流浪在远方的忧伤


首先,科普一个物质态的概念:一般的可见物质分为三态,即气液固三态。但是随着物理学的发展,特别是量子力学的发展,人们又发现物质在一些特殊的环境中具有完全不同于气固液三态的性质。故而总的来说,物质在物理学上分为六态,分别指:气态、液态、固态、等离子态、玻色—爱因斯坦凝聚态、费米子凝聚态。



上述六态用于描述由分子、原子、离子组成的物质。而对于像光子、电子、质子这种单个基本粒子,不至于上述六态中的任何一态。严格来说,光子就是电磁波,具有波粒二象性,是一种不具有实体化的物质。



而火的成分结构复杂,即包括反应的分子、也包含反应中和反应后的分子,还有反应过程中释放的光和热。所以说火就是一种复杂体系组成的东西,我们看到的只是它们反应过程中释放出来的热而已。如此一个复杂的体系,也不归属于任何一态,因为它既包含了部分气态、等离子态还有光子等非经典态的物质。


PhD肖


本题,表面上涉及“物态的分类”,实际上涉及“物质的分类”。这很难,教科书没给交代。

光,究竟属于什么物质,尚无逻辑自洽的答案。火,是含等离子体的混合气体。

较真,连“气态”的说法,也是不严谨的。氧气,O2与O2之间有空隙,氧原子O与O之间也有空隙,这些空隙是什么东西?

以下是几个语境的物态分类。

按凝聚性的分类:凝聚态vs分散态。

凝聚态:固态与液态。其中,固态:如陶瓷与金属。液态:水、水银、浆糊(半流体)、超流态。

分散态:气态、等离子态、场态。其中,等离子态,例如自由电子、自由质子、α粒子。

场介质态,特指真空场介质。诸如电场、磁场、电磁场、电磁波、引力场、引力波、温度场、机械波。

光,是一种电磁波,因此光属于场介质态。

火,是等离子体、气体分子与场介质的综合性的分散态。

按致密性的分类:低密态vs高密态。

低密态,特指不同能密的场介质,也叫玻色子态。从小到大有:基态场、引力场、电磁场。

光,是被激发的真空场,属于低密态物质。

高密态,特指不同能密的实物质,也叫费米子态。例如:中微子、电子、核子、原子、分子。

混合态,是玻色子与费米子的有机结合。

火,是一种混合态,有亚原子也有场介质。气溶胶是一种混合态。

按导电性分类:导体vs绝缘体

导体:是基级能带电子容易被激发的导电材料。导体包括:常导体、半导体、超导体。

①常导体,如金属、石墨、电解质溶液、水之类的极性分子液体。

②超导体,是激光制冷下的液氨之类,涉及玻色·爱因斯坦凝聚态、费米子凝聚态。

③半导体,是导体与绝缘体之间的过渡态。例如:锗、镓、硅等。


绝缘体,是基级能带电子很难被激发的非导电材料。例如:陶瓷、玻璃、橡胶、塑料。

不过,超低温下的绝缘体有导电性。高电压下的绝缘体会被击穿,也有导电性。

结论

光,是一种极低密度的场介质态。火是一种等离子体、气体分子与场介质的混合态。


物理新视野


物质不只有三态,还有第四态“等离子态”,第五态“玻色-爱因斯坦凝聚态”,第六态“费米子凝聚态”。还有其它态......

等离子态需要条件,温度要特别高才行,最起码要达到数千或上万摄氏度,或者电离,使原子内电子脱离原子核束缚跑出来形成自由电子,这样就会形成了自由带负电电子与带正电的离子组成的等离子态,此外,有一个重要的点就是带的电荷虽然相反,但电荷数相等。

所以,火是什么形态呢?

并不是所有的火都是等离子态的,只有温度很高的火焰才可能是,而像柴火之类的火焰只是一种激发态的气体分子混合而已。

光是什么态?

光既是波又具有粒子性,按光的粒子性来说,光由光量子(光子)组成,光子没有静止质量,因为它无法相对于我们静止,它生来便以光速运动,而光的波粒二象性也仅仅只限于微观世界,在研究宏观物质形态时,不研究光的物质形态。


一枚游戏科幻迷


晕死,好多伪专家呀!光是电磁波,火是能量释放时产生的光和热,都不是物质。你可能说光子不是物质吗?对了,不是。光子只是光波的“小波包",在物理上可以等价于一个无质量的粒子,不是真实的粒子,却有着一些粒子属性,明白?


福缘善庆20


应该说物体分为四种状态,对应固体、液体和气体,还有一个类别叫做等离子体,或者等离子态。 光不是一种物态,光是电磁波,也就是电磁场的波动状态,是能量的一种运动方式。

火,或者说火焰,严格地说应该属于等离子态。是原子外围电子在能量大量输入情况下不断跃迁从而产生光辐射的一种气体内部原子离子化并剧烈运动的状态。

物体的四种状态,对应着组成物体的粒子(原子和分子)之间作用力强弱变化和温度变化趋势。一般来说,从固体、液体、气体直到等离子体,粒子间的相互吸引力依次越来越弱,而同时温度则越来越高。比如固体状态的冰,温度低于0度,水分子之间规则排列,自身仅有相对小幅度的热振动,从而形成了整齐有序的晶体。当温度高于0度,水分子脱离晶格位置,开始自由运动,但各个分子之间依靠氢键联结,并在摄氏4度左右,液态水的分子间氢键联结最为紧密,从而此温度下的水密度最大。当温度达到并超过摄氏100度,水分子之间由于热运动的不断加剧,从而脱离了氢键的约束,变成相互飞离的状态,成为水蒸气,即气态的水。如果有能量继续输入到这团水蒸气内部的话,最终会在剧烈的热运动碰撞过程中,破坏水分子中氢氧原子的外层电子稳定状态,产生成对的游离态的电子和正离子,并在动态的不断复合和分离过程中发热发光。


郭城3点14壹伍玖


物体分三态,这个概念属于经典物理学范畴,在量子和粒子物理就不适应了,毕竟内外有分,形态划分又衍生划分出更多形态。

其中有结晶态,指的是对物体规则、对称和周期的结构划分;

外在固体,内在液体,这样的状态称为玻璃态;

介于上列两种之间为液晶态;

但在压力和温差变化中,物体还会以超导态、金属氢态、超子态、反常中子态出现。

光有波粒性,属于能量传输,应该是运动而不能被列入物质。

火属于物质释放能量的过程现象,该过程的物质应该是等离子态。


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