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物质的16种形态(繁:態)

2025-03-11 01:33:01Family

什么是物质存在形式?共有多少种?谢邀。问题很好,是哲学与尤其物理学的重要课题,搞清楚物质存在形式的精准定义与精细分类,科学才可能有突破性的进展,进而破除云里雾里的唯心主义怪论。以下是笔者根据现有的成熟可信的哲学原理与物理学原理与前沿科学理论的新视野,希望大家参与讨论,提出自己的不同观点

什么是物质存在形式?共有多少种?

谢邀。问题很好,是哲学与尤其物理学的重要课题,搞清楚物质存在形式的精准定义与精细分类,科学才可能有突破性的进展,进而破除云里雾里的唯心主义怪论。

以下是笔者根据现有的成熟可信的哲学原(读:yuán)理与物理学原理与前沿科学理论的新视野,希望大家参与讨论,提出(读:chū)自己的不{pinyin:bù}同观点。

物质的较精准定义

定义:就物理学而言,物质是自然界中具有离散粒子的可测量密度的各种存在形式的统称。

量子科学的贡献是:物质是由离散性粒子与终(繁:終)结性光(练:guāng)子构成的,物质不是无限可分或连续分fēn 布的。

本定义,给出了物质的四个基本性质[繁体:質]:

性质1:物质是【拼音:shì】自然界固有的 ,不是人的主观意识决定的(练:de)。虽然客观性必需主观性表述,但可通过逻辑法则来规避纯主观的噪(繁:譟)音。

性质2:物质现象,既可浅层次归因到离散性费米子的互hù 动,也可深层次归因到离[繁体:離]散性光子互动。

性质3:物质结【繁体:結】构,都有《拼音:yǒu》其内空间与外空间的动力学分布。实体内空间是光量子高密度分布,实体外空间是光量子的低密度分布。

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物系的总体构成,既有其本体世界杯部分,也有其引力场部分。例如,原子系既有原子内部结构,也有外部结{繁:結}构,如原子光谱与原子引力场。

性质4:物质形态,取决于物质的(拼音:de)密度分布。质子是最高密度的超稳定物态,光子是热缩冷胀的{读:de}真空场物态。

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物态的较精细分类

物质的存在形式,简称物态。以下引用笔者前文发表的物态分类示意图。

笔者认为,根据[繁体:據]熵增减法则,物态粗略分为三大类:高密度的结合态/凝聚态、低密(拼音:mì)度的分散态/气相态、超低密度的介质态/真空态。

物(wù)态不同形式的表现,是由粒子间的结合能不同造成的,而结合能的本běn 质是光量子。

结合态的四个分级

1. 中子态:是最高密度的结合态。由于习惯称呼与质子的超稳定性,笔者认为应该把中子态改叫质子态。

中子态并不是纯中子本体。否则,中子只自旋而不进动,这是违背运动法则的。

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中{读:zhōng}子态密度应以原子核尺度为体积基准。原子核半[bàn]径约1.5费米,中子半径约(繁:約)0.0015费米。

中子态天体说法(练:fǎ)有:脉冲星、造父变星、中子星、黑洞。

2. 常固{读:gù}态:是常规所说的是shì 由晶体粒子或非晶{拼音:jīng}体粒子构成的无流体力学特征的结合态。

3. 常液态:是常规的有液(练:yè)体分子或电解质离子澳门新葡京构成的有流体力学特征的结合态。

4. 超流态:也叫玻爱凝聚态(BEC)、超导态或超导体。主要指氦原子气体被激光照射温度突降到2.17K,氦原子zi 的费[繁体:費]米子几乎突变为玻色子,表现出超密度、超流畅(无粘度)、超导电、超导热(比铜好800倍)等超常性能。

超流技《拼音:jì》术是前【读:qián】沿高科技领,还{练:hái}没有很好的原理机制,以下是笔者工作笔记的摘要。

超流现(繁:現)象是宏观量子效应。由于BEC, 氦原子抱成一个团。超流正是(拼音:shì)这种抱团现象。玻色子体系不(拼音:bù)受泡利原理的限制,粒子总是自发向低能级跃迁,玻色子喜欢基态凝聚,这是超流现的基本原因

氦超流的玻色化表现①能沿内径0.1微米的毛细管畅流而不呈粘滞性,为卡皮查1937年观察到,称为超{chāo}流性。②如果用细丝悬挂{练:guà}薄盘【练:pán】浸入液氦,让圆盘作扭转振动,则盘的运动将不会受到阻力。③当液氦由容器A中通过多孔塞或毛细管流出时,当升高A内温度时,液氦液面将上升,若是毛细管,则有液氦喷出,故也称喷泉效应。④液氦还具有极好的导热性,热导率为室温下 铜的800倍{读:bèi}

微观粒子除了坐标空间动量,还有内部自旋xuán 角动量。把它看成小陀螺,有一小磁矩。费米子爱{练:ài}互斥,因泡利不相容原理,每个状态只允许填一个粒子。玻色子爱吸纳,各状态填充数不受限制

温度降到特定值[拼音:zhí]后,越来越多的玻色子动量为零。这现象叫BEC。这里的凝聚是动量凝聚。分子转到零动量【liàng】态,使它们的(读:de)流动性突变

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液氦4是变相的玻色子,在2.17K以下的超流转变就是BEC。BEC物质就是超导体和超流体,其实是半量子态,费米子玻色子化可在狭小空间大量凝聚。外核是BEC超流,内核是中微子超流,都是高密大质量形态。超流体是超低温下{xià}具有奇特性质的理想流体,即流体内部完全没有【练:yǒu】粘滞

超流原理的应用尚在研究中。不过,这一领域已经曙光初现。2002年德科学家实现铷原【拼音:yuán】子气体超流态与绝缘态的可逆转换(读:huàn)。科技界认为该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破

次成{练:chéng}果被中国两院院士评为2002年十大科技进展之一。

分散态的三个分级

5. 气态:是常规的由分子或原子分布在大范围真空的气体物态。例如:氢气、氧气、二氧化碳气体、水蒸气。

6. 等离子态澳门永利:是由自由电子、自由质子、自由α粒子等分布在大[读:dà]范围真空场的气体物态。

等离子态,可细分为(繁体:爲)高温[繁体:溫]等离子态{pinyin:tài}(如日晕电晕)与低温等离子态(如大气层中的电离层)。

7. 超低温态:是类如朱棣{pinyin:dì}文激光制冷{读:lěng}效应下{拼音:xià}的原子蒸发态,也叫原子气、原子云。

介质态的三个分级

介质态,也叫(真空)场态、光子态,是不含费米子的承载力与能的真空态。

8. 电场态:是运动电荷切割质子磁力线而澳门威尼斯人激发光量子显著增频的真空引力《读:lì》场。其实,电场的产生离不开磁场的参与。

9. 磁场态:是{拼音:shì}有强结合能的核子自旋激发光量子显著增频《繁体:頻》的真空引力场。磁场是核力场在大尺度上的延伸。

换句话说,磁场是电场的本质,核力场是磁场的【练:de】本{练:běn}质,核力场的本质是真空场。

三者关系[繁体:係]:电子场↹真空场↹核磁场。

10. 引力场态:是费米子(主要是核子)以光速自旋激发光子增频的真【读:zhēn】空场。

引力场有进一步细分,以下涉及引力的,准确《繁体:確》的说,都是在特{读:tè}定尺度下的引斥力场。

10.1 强核场态:是核子(读:zi)以光速自旋在原子核尺度激发光子超增频《繁:頻》的超强场,也叫强力场,是各种力的(练:de)总根源。

10.2 电磁场[拼音:chǎng]态:是核力场在原子尺度下导致费米子(读:zi)电荷互动而激发光子增频的引力场。

10.3 弱核场态:是中子内部的质子(磁)场与电子(电)场互动激发光子[拼音:zi]增频[pín]的较强电磁场。

10.4 万力场态:是源于核力场与[繁体:與]电磁场错综复杂而被大量[读:liàng]抵消之综合效应的de 引力场。

10.5 分子场态:即分子之间互动同时有大量抵消之综合效应(繁:應)而激发光子增频的(读:de)引力场。

最后强调一点:所有物态(含天体)的动[繁体:動]力学《繁:學》方程,皆【jiē】可以简明扼要的以光量子参数进行操作,进而有各种物态的统一方程组。

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