物质有几种形态

物质共有6态:

固态

液态

气态

等离子体态

波色—爱因斯坦凝聚态

费米子凝聚态

熟知的：水，空气。石头，是三大形态，比如“电流”“磁性”“火”乃非常规形态。

固态、液态和气体。（常态的物质形态）

另一种说法：（非常态的物质形态）等离子体、玻色爱因斯坦冷凝体和一种被称做“费米冷凝体”。

法力无边的隐行者--等离子体

看不见摸不着的物质“幽灵”

如果随便问哪个人：物质有哪几种表现形态？他可能会不加思索地回答：三种，固态、液态和气体。

很遗憾，你的回答错了。实际L，在自然界中除了上述三种形态之外，确实还存在另外一种形态，因为它们既看不见又摸不着，所以许多人对它都觉得很陌生。

这种物质的第四基本形态，就是等离子态（体）。

那么，什么是等离子态呢？

在自然界中，当电流通过某些流体（包括气体和液体）时，体的某些粒子便被电离，这样，电离和没电离的各种微粒子混合在一起，便形成等离子态。

等离子态有天然的，也有人造的。

天然的等离子态大多形成和存在于地球的高空和外太空中，如天空中被雷电离的饱含水气的空气云团，太阳和其它某些恒星的表面高温气层中，都存在着大量的等离子态。

而诸如等离子显示器（用于电脑、电视等）、较高温度的火焰和电弧中的高温部分，则属于人造的电离子体

在等离子体中，电磁力起主要作用，使原本普通的物质内部出现新的运动形态，比如电子、离子的集体振荡。

等离子体又可分为高温等离子体和低温等离子体两大类。高温等离子体的温度，可以高达1亿摄氏度。

等离子体虽然看不见摸不着，但它并不是虚无没用的，相反，它具有相当神奇广泛的作用，因此被称为“法力无边的隐形魔术师”。

令萨达姆闻风丧胆的隐形武器

在海湾战争中，美国投入了一种新研制出来的隐形飞机，深人到伊拉克腹地进行侦察活动，充分掌握了伊军的布防情况，而伊军对之却毫无办法，因为这种侦察飞机采用了等离子体技术，等离子体具有的屏蔽效应，使雷达无法探测到它的踪迹。

在科索沃战争中，以美国为首的北约的隐形侦察机、隐形轰炸机更是大肆发挥了它的威力。

美、英、俄等国都在致力于将等离子（体）技术应用于军事方面。

采用了等离子体技术后，飞机、导弹可以减少飞行阻力30％以上，因此大大提高了飞机、导弹的飞行速度和机动性能。

等离子体还可以降低飞机。导弹的防热防护标准和飞行的轰鸣声等。

俄罗斯正在开发一种新型的等离子武器，能通过将大气层电离产生的高温高能量，形成一个能量巨大的等离子大气环境区域，将在该区域的天空、太空中飞行的飞机、导弹和航天器击毁。

“绿色”、“清洁”的动力来源

随着社会的不断发展和人们生活的日益丰富繁荣，对于电力的需求量也将越来越大。

传统的发电技术在为人类做出贡献的同时，也“惹”下不少麻烦，污染了环境，对自然生态和人类健康造成了不小的损害。而且它们的发电效率也不高，所采用的发电来源又大多是不可再生的自然资源。所以，科学家一直在努力寻求一种先进。高效又无污染的发电技术。

而等离子体发电技术正好就能圆科学家们的这一梦想。

等离子体的发电原理是：将带电的高温流体，以极高的速度喷射到稳定的强磁场中，电磁场对带电流体（粒子）施加磁力作用而产生电，直接由热能转变为电能。

与传统的火力发电方式相比，等离子体发电具有两大突出特点。

一是发电效率高。等离子体发电技术利用发电装置所排泄的温度很高的废气余热来产生蒸汽，以驱动汽轮发电机，从而构成等离子体——汽轮发电的组合发电方式，发电有效率可比火电提高百分之五十以上。

二是对环境的污染很轻。等离子发电由于温度很高，流体燃料燃烧得很充分，同时，还因为添加了一些材料，与发电过程中产生的废气硫进行反应，生成硫酸钾等化合物，所以就没有太多的废气废碴污染环境。

此外，等离子发电机输出功率的大小，取决于带电流体的运动速度和磁场的强度。加快等离子体的喷射速度，提高磁场的强度，其发电功率就大。如果运用高能量的流体燃料，并配置高速启动装置，那么等离子体发电机的功率可以达到一千万千瓦，完全能够满足大规模用电的要求。

等离子技术还可以运用到核能发电方面。在超高温高压和超强磁力的约束下，等离子技术能够用氢的同位素（如重氢一氖），对受控的热核聚变反应予以控制，进行原子能发电。2000年1月，日本的某热核聚变装置，已经通过给超导体线圈供电，将等离子体的温度升至5千万摄氏度，并计划在2001年提高到1亿摄氏度，以实现热核聚变反应所必需的高温高压状态下的等离子体。

工业生产神奇的“魔法师”

对于等离子体的不断研究，产生了诸如等离子体物理学、等离子体化学、等离子电子学等边缘学科。

等离子在金属加工’。显示（器）技术。微波和超声速流体力学等民用工业的广泛领域，都有重要而神奇的应用。

在金属加工方面，用高温等离子气流，可以切割用普通氧气切割法难以切割的高硬度高熔点金属，如不锈钢。镍基合金等。等离子体还可以用于金喷镀、焊接和钻孔等作业。

在等离子体化学方面，由于等离子体的化学反应能量大、温度高，因此，特别适用进行高熔点金属的熔炼与提纯，制成性能优异的高温耐热金属材料，如特种钢和合金钢，以及非金属水晶等。

等离子体化学还可以实现高温耐热材料的低温合成，以及单晶体材料的低温生长；生产非晶硅太阳能电池；制作高温超导体薄膜等。

等离子体化学应用于微电子技术，包括等离子体蚀刻工艺、等离子体显微、等离子体除胶等方面，更是为大规模、超大规模集成电路的更新换代，奠定了重要的工艺技术基础。

等离子体距民众生活最近、最重要的应用，就目前来说，应当算是等离子体显示器技术。

传统的显示器包括显像管（应用于电视、电脑等）和液晶显示器（用于电子表、计算器、仪表、笔记本电脑等），它们在工业生活的许多领域广泛应用。但两者在独具优点的同时，又各有缺陷或局限，难以满足显示技术的新需求。

等离子体显示器的诞生，为显示技术开辟了一个新的天地。它们的优点是体积小、重量轻、图像清晰，可制成超薄平板式等，并可突破传统的显像管和液晶显示这样分明的界限，实现两者的融合通用。

随着等离子体技术的不断发展、更加广泛的应用，等离子体这种看不见摸不着的物质第四态，将会露出‘庐山真面目”，被越来越多的人所认识和喜爱。

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（144～2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4173K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217K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217K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。

物理学上物质有六种存在形态：固态、液态、气态、等离子态、玻色-爱因斯坦凝聚态、费米子凝聚态。固态物质具有形状和体积，它们的分子紧紧地结合在一起。液态物质也有体积，但没有形状，相比之下，它们的分子结合得要松散一些，因而液体可以被倾倒到一个容器中以测量它们的体积。气体既没有体积也没有形状，它们的分子会自由地移动，从而充满任何一个可以封闭它们的容器。等离子态是由等量的带负电的电子和带正电的离子组成。玻色-爱因斯坦凝聚态表示原来不同状态的原子突然“凝聚”到同一状态（一般是基态）。即处于不同状态的原子“凝聚”到了同一种状态。

气态物质

我们的生活空间被大量气体包围着。许多古人观察到：风能够将较细的树干吹弯了腰，烧开的水中会冒出气泡。因此早期的哲学家相信有一种称为“空气”的元素存在，并具有上升的倾向。17 世纪时，托里切利证明空气和固体、液体一样具有重量。到了18世纪，化学家证明了空气是多种气体的混合物，并且在化学反应中发现了许多气体。这些新发现的气体立刻就有了实际的应用，例如从煤中提炼出的气体就可以产生光与热。

液态物质

液体的粒子会互相吸引而且离得很近，所以不易将固定体积的液体压缩成更小的体积或是拉大成更大的体积。受热时，液体粒子间的距离通常都会增加，因而造成体积膨胀。当液体冷却时，则会发生相反的效应而使体积收缩。液体可以溶解某些固体，例如将食盐放入水中，食盐颗粒好像会渐渐消失。其实是因为食盐溶于水后电离出钠离子与氯离子，并均匀分布在水中，形成一种水溶液。此外，液体还可以溶解气体或其他液体。

固态物质

固态物质具有固定的形状，液体和气体则没有。想要改变固体的形状，就必须对它施力。例如挤压或拉长可以改变固体的体积，但通常变化不会太大。大部分固体加热到某种程度都会变成液体，若是温度继续升高则会变成气体。不过有些固体在受热之后就会分解，例如石灰石。晶体与金属是最重要的两种固体。

等离子态物质

将气体加热，当其原子达到几千甚至上万摄氏度时，电子就会被原子甩掉，原子变成只带正电荷的离子。此时，电子和离子带的电荷相反，但数量相等，这种状态称做等离子态。人们常年看到的闪电、流星以及荧光灯点燃时，都是处于等离子态。人类可以利用它放出大量能量产生的高温，切割金属、制造半导体元件、进行特殊的化学反应等 在茫茫无际的宇宙空间里，等离子态是一种普遍存在的状态。宇宙中大部分发光的星球内部温度和压力都很高，这些星球内部的物质差不多都处于等离子态。宇宙中绝大部分物质都处于等离子态，固液气才是真正的比较稀少的物质状态。只有那些昏暗的行星和分散的星际物质里才可以找到固态、液态和气态的物质。

凝聚态物质

玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）是科学巨匠爱因斯坦在70年前预言的一种新物态。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（一般是基态）。即处于不同状态的原子“凝聚”到了同一种状态。

这个新的第五态的发现还得从1924年说起，那一年，年轻的印度物理学家玻色寄给爱因斯坦一篇论文，提出了一种关于原子的新的理论，在传统理论中，人们假定一个体系中所有的原子（或分子）都是可以辨别的，我们可以给一个原子取名张三，另一个取名李四，并且不会将张三认成李四，也不会将李四认成张三。然而玻色却挑战了上面的假定，认为在原子尺度上我们根本不可能区分两个同类原子（如两个氧原子）有什么不同。

玻色的论文引起了爱因斯坦的高度重视，他将玻色的理论用于原子气体中，进而推测，在正常温度下，原子可以处于任何一个能级（能级是指原子的能量像台阶一样从低到高排列），但在非常低的温度下，大部分原子会突然跌落到最低的能级上，就好像一座突然坍塌的大楼一样。处于这种状态的大量原子的行为像一个大超级原子。打个比方，练兵场上散乱的士兵突然接到指挥官的命令“向前齐步走”，于是他们迅速集合起来，像一个士兵一样整齐地向前走去。后来物理界将物质的这一状态称为玻色-爱因斯坦凝聚态（BEC），它表示原来不同状态的原子突然“凝聚”到同一状态。这就是崭新的玻爱凝聚态。

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”。

1三种；固态、液态和气体。（常态的物质形态）

2最新发现的物质形态还是2015年发现的，叫做：”Jahn-Teller金属“

1一个国际科学家团队公布了他们发现的一种新的物质形态，它集绝缘体、超导体、金属和磁体与一身，有助于科学家们研发出更有效率的高温超导体。

2为何这项发现这么令人激动？因为如果这些科学家的声明得到了证实，那么这种新的物质形态将能帮助科学家们更好地理解为何有的材料在相对较高(“高”是相对于零下2432摄氏度而言的零下135摄氏度)的临界温度时会具备超导特性。超导体在导电时没有电阻，意味着在此过程中不会产生热量、声音或其它形式的能量损失，因此超导体将给人类使用和生产能源的领域带来彻底革新，但前提条件是我们能实现这种所谓的高温条件才行。

3正如Michael Byrne在Motherboard网站上解释的那样，当我们探讨物质的形态时，并不仅限于固体、液体和气体，我们还能考虑等离子体。我们也不得不考虑更多自然状态下不会出现的模糊形态，比如一些在实验室里被创造出来的状态，玻色-爱因斯坦凝聚态(玻色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)、简并态物质(一种高密度的物质状态)、超立体和超流体及夸克胶子等离子体。

4日本东北大学的化学家Kosmas Prassides所带领的团队通过将铷原子引入C60(60个碳原子构成的分子)中，改变了碳原子之间的距离，强迫其形成了一种新的晶体结构。当科学家们对其进行一系列测试时，这种晶体结构表现出了绝缘体、超导体、金属和磁体的特性，他们将其称作Jahn-Teller金属。

物质与物质的具体形态（实体）是共性和个性辩证统一的关系。

首先，二者是对立的，不能混淆。物质是不依赖于人的意识、并能为人的意识所反映的客观实在。相对于物质的具体形态（实体）来说，它是共性；而物质的具体形态（实体）则是个性。物质的具体形态（实体）是物质，但不能反过来说物质就是物质的具体形态（实体）。（注：朴素唯物主义就是把物质说成是某种物质的具体形态如“元气”之类的东西，把物质和物质的具体形态等同起来，因而是不科学的。）

其次，二者相互连结，不可分割的。一方面，物质（共性）寓于物质的具体形态（个性）之中，并通过物质的具体形态（实体）表现出来，没有物质的具体形态（实体）就没有物质。因为，物质是万事万物所共同具有的性质和特点即“客观实在”的抽象，所以，物质只能存在于物质的具体形态（实体）之中，而不可能在物质的具体形态（实体）之外存在。另一方面，物质的具体形态（实体）也离不开物质。因为，物质的具体形态（实体）无论怎样特殊，它总是具有“客观实在”这一物质的共同本质，所以不包含物质这一共性的物质的具体形态（实体）也是没有的。

（说明：上述为详细解答。如果简单回答的话，则应该把理由部分的内容省略。）

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