闪电、太阳甚至宇宙星云的“真身”到底是什么?
热҈ 得҈ 字҈ 都҈ 出҈ 汗҈ 了҈ !
分子和原子可都是非常小的。你想想,一粒盐,已经够小了吧?但一个气体分子,要比一粒盐小得多得多得多!打个比方,如果我们把一个普普通通的分子放大到一颗足球那么大,那么原来那一小粒盐,就得被同比放大到像一座大城市那么大!而原子呢,大概也就只有乒乓球那么大了。
我们周围的空气,就是由无数个这样微小的分子组成的。空气是有质量的,分子也有质量,空气的质量就等于空气里所有分子质量的总和。还记得质量的意思吧,和重量是同义词。如果我们用一个特殊的泵,把一个密封玻璃罩子里面的空气分子全都抽走,那这个玻璃罩子里面就接近真空了。所以,有空气,就代表着那里有气体分子。
那为什么我们会感觉到,不同的气体似乎可以“重叠”在一起呢?比如屁的臭味能和空气混合。这并不是说气体分子本身重叠了,而是因为气体分子和分子之间的空隙实在是太大了!大到可以轻松地让其他气体分子插到这些空隙里去。这就好比,迎面走过来两队人,如果每个人和前后左右的人都离得比较远,队伍很松散,那么这两队人就可以比较轻松地相互穿插过去。
所谓的气体“重叠”或者混合,也是这个道理。并不是气体分子这种微小的粒子本身发生了重叠,它们也遵循“一个萝卜一个坑”的原则。
所以你看,原子既有重量,也会独占空间,那么原子就是物质。所有由原子拼搭出来的东西,比如分子,以及由分子组成的宏观物体,比如空气、水、桌子、椅子,当然也都是物质。这样一来,空气是物质,这个问题就解决啦!
所以啊,我们在判断一个东西是不是物质的时候,除了看它宏观上是不是有重量、是不是独占空间,一个更准确的方法,是要去看构成它的最基本的小“积木块”——也就是微观粒子——是什么情况。比如,构成光的微观粒子叫做光子。光子这种粒子就很特别,它和原子不一样,光子和光子之间就是可以重叠的,而且光子也没有重量,所以光不属于物质。
那么,是不是所有的物质,都是由原子组成的呢?如果我们的知识探索仅仅停留在小学阶段,或者说,只看我们日常生活中能接触到的大部分东西,那么,我会告诉你说:“是的,差不多可以这么认为。”你身边能看得见、摸得着的几乎所有物质,比如你的书桌、你的玩具、你喝的水、你吃的饭,它们的基本构成单元追根溯源,都可以到原子。
而且,我还会告诉你,这些由原子构成的物质,通常会有三种形态:固态、液态和气态。
当分子或者原子之间排列得特别紧密,手拉手抱得紧紧的,几乎不能自由移动的时候,物质就是固态的,比如冰块、石头。
当分子或者原子之间也挨得比较近,但它们之间又可以相对自由地滑来滑去,就像一群挤在一起但又能互相换位置的小弹珠,这时候物质就是液态的,比如我们喝的水。
如果分子或者原子之间的距离拉得特别远,它们可以非常自由地到处移动,那物质就是气态的,比如空气、水蒸气。
如果只是一般的了解,我想你的好奇心也就到此为止了。但是,对于能来到我们这座好奇心博物馆的你,我知道,这样的答案肯定还满足不了你的好奇小脑袋!
你有没有想过这个问题:我们前面提到的闪电,它到底是物质吗?如果它是物质,它是由原子组成的吗?它属于固态、液态还是气态呢?
我现在就可以告诉你答案:闪电,它确实是物质!但是,组成它的主要成分,就不是原子了。而且,它也不属于我们刚才说的固态、液态、气态这三种形态中的任何一种。它属于物质的第四种形态,叫做——等离子态!
你可能会惊讶,还有第四种形态?没错!而且,在浩瀚的宇宙中,等离子态才是最丰富、分布最广的物质形态!像是我们展厅的核心展品——恒星,还有宇宙中那些巨大的星云、星际物质,严格说起来,它们都不属于固体、液体或者气体,它们中的大多数都是等离子体。没错,我们每天看到的太阳,它就是一团巨大的等离子体!
那么,等离子态到底是怎么一回事呢?这个问题,我们下次再探索吧。
好奇心等不及了?立即点击下方图片👇
🎧 解锁【十万好奇博物馆】,探索物质的终极形态
专辑介绍
少年,你好!我是馆长汪诘,欢迎踏入这座专属于你的好奇心殿堂!在这座博物馆里,我将带你用一整年的时间,穿越「宇宙馆」「自然生命馆」「人类文明馆」「科学技术馆」这四大主题场馆,跨越 138 亿年,感受一场从星尘到文明的科学大冒险!
科小秋微信👆
往期推荐