Istnieje więcej niż trzy stany materii O wiele więcej

2024 Autor: Sherilyn Boyd | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 09:39

Pamiętam, jak dorastałem i uczyłem się wszystkiego o ciałach stałych, płynach i gazach. Moja nauka w szkole podstawowej nigdy nie mówiła o innych stanach czy fazach materii. Gdy się postarzałem i rozwijałem w swojej edukacji, zacząłem uczyć się o innych stanach. Naiwnie założyłem, że nowe stany materii, o których się uczyłem, takie jak plazma, były nowymi osiągnięciami wiedzy naukowej, które teraz będą nauczane w szkole. Dopiero gdy mój syn przyniósł do domu swoją książkę naukową do 6. klasy, byłem zszokowany, gdy odkryłem, że klasyczne "3 stany" były wszystkim, czego nauczono - prawdopodobnie dlatego, że próba zrozumienia innych stanów uważana jest za zbyt trudną wyjaśnij szóstoklasistce … Mam ochotę, jeśli uda mu się wymyślić, jak połączyć się z sześcioma osobami w Internecie i zniszczyć mnie i mój zespół w trójwymiarowej sztucznej rzeczywistości, myślę, że potrafi zrozumieć plazmę … To naprawdę nie jest takie skomplikowane.

Książka jednak wyraźnie stwierdza, że "istnieją 3 stany materii, stała ciecz i gaz". Mogłoby to stwierdzić: "Trzy najbardziej znane rodzaje materii" lub "Trzy rodzaje materii, z którymi jesteśmy najbardziej naukowo znani" lub coś podobnego, co oznacza, że są inne stany materii, o których dowiecie się później w swoim Edukacja. Zamiast tego ciągłe "dumbing" edukacji naszych dzieci doprowadziło do tego, że wielu niepotrzebnie zabierało ze sobą wiedzę o "tylko trzech stanach materii" przez całe życie. Próbując rozwiać wszelkie ciągłe ignorowanie znanych obecnie stanów materii, porozmawiajmy o wszystkich, o których obecnie wiemy. W końcu plazma stanowi obecnie większość widzialnego wszechświata; wydaje się, że powinniśmy uczyć dzieci o tym.

Podczas gdy "stany" to wspólny termin opisujący, w jakiej formie znajduje się materia, preferuję termin "faza". Oba są dopuszczalne przez większość czasu. Uważam, że "faza" dokładniej opisuje sytuację, w której znajduje się konkretna materia; jednak w fizyce istnieją specyficzne konteksty, które "stan" są bardziej odpowiednie. "Faza" (lub stan) materii może być uważana za obszar przestrzeni, w którym wszystkie fizyczne właściwości substancji są jednolite. Ta jednorodność jest chemicznie taka sama w materiale i fizycznie różni się od pobliskich substancji. Tylko wtedy, gdy substancja może zostać zmieniona tak, aby stała się fizycznie lub chemicznie odmienna, o której mówi się, że znajduje się w innej fazie. Najczęstsze rodzaje zmian w fazach materii polega na zmianie ich właściwości fizycznych.

Najlepszym sposobem myślenia o fazie zmieniającej fizyczną naturę substancji jest powszechny przykład wody, lodu i pary wodnej. Mogą zajmować prawie ten sam obszar przestrzeni i być w zupełnie różnych fazach. Rozważ szklankę lodowej wody. Lód jest w fazie stałej, woda znajduje się w fazie ciekłej, a wilgotne powietrze składające się z gazu parującego znajduje się w innej fazie. Chociaż chemicznie są one takie same, to co sprawia, że są w różnych fazach, to że różnią się fizycznie od siebie nawzajem.

Większość rodzajów materii może przechodzić w te fizycznie różne fazy w oparciu o ilość obecnego ciepła. Na przykład, każdy wie, że jeśli dodasz ciepło do ciała stałego, zwykle przejdzie ono w ciecz, z pewnymi wyjątkami, biorąc pod uwagę odpowiedni zestaw warunków środowiskowych. Jeśli będziesz kontynuować dodawanie ciepła, materiał przejdzie w gaz. Jeśli będziesz kontynuować dodawanie ciepła, zamienisz ten gaz w plazmę. Plazma powstaje, gdy elektrony atomu są tak wzbudzone, że mają wystarczająco dużo energii, by wydostać się z ładowni naładowanego dodatnio jądra i reagować z dowolnym podobnym jądrem.

Na drugim końcu spektrum jest usuwanie ciepła z materiału. Kiedy nadal chłodzi się substancję do niemal absolutnego zera, można uzyskać tak zwany kondensat Bosego-Einsteina. Ze względu na konieczność utrzymywania substancji w ekstremalnie niskich temperaturach, nie udowodniono, aby te kondensaty występowały naturalnie w naszym wszechświecie, chociaż teoretycznie mogłyby istnieć.

Inne, jeszcze mniej znane fazy materii obejmują właściwości magnetyczne substancji. Najnowszy przykład został opublikowany w czasopiśmie "Nature" w grudniu 2012 r. Naukowcy z MIT byli w stanie wyhodować kryształ (ciało stałe), który posiadał właściwości magnetyczne cieczy. Podczas gdy większość ciał magnetycznych ma określone pozytywne i negatywne obszary w substancji, znane jako momenty magnetyczne, charakterystyczne momenty magnetyczne tego kryształu ulegają ciągłym wahaniom bez wpływu zewnętrznego. Nie tylko odkryli nowy rodzaj materii, ale jednocześnie odkryli coś nowego typu magnetyzmu!

W miarę postępu technologii naukowcy wykorzystują coraz bardziej wyrafinowane techniki, które pozwalają nam rozebrać i złożyć każdy aspekt naszego fizycznego wszechświata. Ponieważ tak jasno definiujemy stan, czyli fazę materii, jak każdą substancję, która jest unikalna chemicznie i ma wyraźną cechę fizyczną, szybki rozwój technologii i technik naukowych pozwala nam stale zwiększać sposoby, w jakie możemy zmieniać fizyczne charakterystyczne dla jakiejkolwiek substancji, a zatem tworzenie nowych stanów materii.To dlatego liczba stanów materii niewątpliwie wzrośnie z biegiem czasu, być może drastycznie.

Ponieważ cały czas się to zmienia, powiem po prostu, pisząc ten artykuł, znalazłem 4 rodzaje klasycznej materii (materia, która wykazała, że występuje naturalnie), 8 rodzajów, które są uważane za w stanie niskiej energii i są nieklasyczne, 3, które nie są klasyczne i mówi się, że mają wysokie stany energetyczne, i 3, które są klasyfikowane oddzielnie z powodu istniejących właściwości magnetycznych.

W związku z tym istnieje wiele innych stanów skupienia niż powszechnie określane, stałe, ciekłe i gazowe. Dokładna liczba i charakter tych państw będzie się zmieniać wraz z rozwojem technologii. Ponadto większość podręczników do czytania w elementarnym i licealnym jest wypełniona wiele wiele kłamstwa. 😉