Ir vairāk nekā trīs valstis par materiālu daudz vairāk

2024 Autors: Sherilyn Boyd | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 09:37

Es atceros, pieaugušu un iemācījušies visu par cietvielām, šķidrumiem un gāzēm. Mana zinātņu nodarbība pamatskolā nekad nerunāja par citām valstīm vai jautājuma fāzēm. Kad es novecojušu un attīstījos izglītību, es sāku mācīties par citām valstīm. Es naivi pieņēmu jaunus jautājumus, par kuriem es uzzināju, piemēram, par plazmu, bija jauni sasniegumi zinātniskās zināšanās, kas tagad tiktu mācīti skolā. Tas nebija, kamēr mans dēls nāca klajā ar savu 6. klašu zinātnisko grāmatu, ka es biju satriekts, lai noskaidrotu, ka klasiskās "3 valstis" ir viss, kas tika mācīts - domājams, jo mēģinājums saprast citas valstis tiek uzskatīts par pārāk grūtu paskaidrojiet sešpadsmit greideri … Man patiešām patīk, ja viņš var saprast, kā kopā ar 6 cilvēkiem tiešsaistē un iznīcināt mani un manu komandu 3 dimensiju viltus realitātē, es domāju, ka viņš var saprast plazmu … Tas tiešām nav tik sarežģīti.

Grāmatā tomēr ir skaidri norādīts, ka "ir trīs vielas stāvoklis, cietais šķidrums un gāze". Tas varētu būt norādījis: "Trīs vispazīstamākie vielas veidi" vai "Trīs veidu lietas, ar kurām mēs esam visvairāk zinātniski pazīstami", vai kaut kas tāds, kas nozīmē, ka ir citas lietas, kuras jūs uzzināsit vēlāk savā izglītība. Tā vietā mūsu bērnu izglītošanās ilgstošais "dumpings" ir novedis pie daudziem nevajadzīgi uztverot zināšanas par "tikai trijām problēmu valstīm" viņu dzīves laikā. Mēģinot kliedēt jebkādu pastāvīgu nezināšanu par pašlaik zināmo lietu stāvokli, parunāsim par visiem tiem, kurus mēs šobrīd zinām. Galu galā plazmas pašlaik veido lielāko daļu redzamās visuma; šķiet, ka mums vajadzētu mācīt bērnus par to.

Lai gan "valstis" ir kopīgs termins, lai aprakstītu, kāda forma ir, es dodu priekšroku terminam "fāze". Abi ir pieņemami lielāko daļu laika. Es uzskatu, ka "fāze" precīzāk apraksta situāciju, kurā ir konkrēts jautājums; tomēr fizikā ir īpašs konteksts, ka "stāvoklis" ir piemērotāks. Materiāla "fāzi" (vai stāvokli) var uzskatīt par telpas platību, kurā visas vielas fizikālās īpašības ir vienādas. Šī vienveidība visā materiālā ir ķīmiski vienāda un fiziski atšķirīga no tuvām vielām. Tas ir tikai tad, ja vielu var mainīt, lai kļūtu fiziski vai ķīmiski atšķirīga, jo tiek teikts, ka tā atrodas citā fāzē. Visbiežāk sastopamās izmaiņas materiāla fāzēs ir fizisko īpašību maiņa.

Labākais veids, kā domāt par fāzi, kas maina vielas fizisko būtību, ir ar kopēju ūdens, ledus un tvaika piemēru. Viņi var aizņemt gandrīz vienā un tajā pašā kosmosa apgabalā un būt pilnīgi citos posmos. Apsveriet glāzi ledus ūdens. Ledus atrodas cietā fāzē, ūdens atrodas šķidrā fāzē, un mitrs gaiss, kas sastāv no iztvaicējošās gāzes, atrodas citā fāzē. Kaut arī ķīmiski tie ir vienādi, tas, kas tos padara dažādos posmos, ir tas, ka tie ir fiziski atšķirīgi viens no otra.

Lielākā daļa vielas var pāriet uz šīm fiziski atšķirīgām fāzēm, pamatojoties uz siltuma daudzumu. Piemēram, visi zina, ka, ja jūs pievienojat siltumu cietai vielai, tas parasti pāriet šķidrumā, ar dažiem izņēmumiem, ņemot vērā pareizo vides apstākļu kopumu. Ja jūs turpināt pievienot siltumu, materiāls pāriet uz gāzi. Ja jūs turpināt pievienot siltumu, jūs pārvērsīsiet šo gāzi plazmā. Plazma tiek veidota, kad atoma elektroni ir tik satraukti, ka viņiem ir pietiekami daudz enerģijas, lai izvairītos no pozitīvi slodzes kodola turētāja un reaģētu ar jebkuru līdzīgu kodolu.

Otra spektra galā ir siltuma izņemšana no materiāla. Ja turpināsiet dzesināt vielu gandrīz absolūtai nullei, jūs varat iegūt to, kas pazīstams kā Bose-Einšteina kondensāts. Sakarā ar nepieciešamību uzturēt vielas ļoti zemā temperatūrā, nav pierādīts, ka mūsu kondensāti dabiski parādās mūsu Visumā, lai gan teorētiski tie varētu pastāvēt.

Citas, pat mazāk zināmas, vielas fāzes ietver vielas magnētiskās īpašības. Jaunākais piemērs tika publicēts žurnālā "Daba" 2012. gada decembrī. MIT pētnieki spēja attīstīt kristālu (cietu), kam bija šķidruma magnētiskās īpašības. Kaut arī lielākajā daļā magnētisko cietvielu ir definēti pozitīvie un negatīvie laukumi vielā, kas pazīstami kā magnētiskie momenti, šie kristāla īpašie magnētiskie momenti pastāvīgi svārstījās bez ārējas ietekmes. Ne tikai viņi varēja atklāt šo jauno materiāla veidu, bet vienlaikus viņi atklāja kaut ko jaunu veida magnētismu!

Pateicoties tehnoloģiju attīstībai, zinātnieki izmanto arvien sarežģītākas metodes, kas ļauj izdalīt un salikt visus mūsu fiziskā visuma aspektus. Tā kā mēs tik skaidri definējam vielas stāvokli vai fāzi kā jebkuru vielu, kas ir ķīmiski unikāla un kurai ir raksturīgas fiziskas īpašības, strauji augošais tehnoloģiju un zinātnisko paņēmienu līmenis ļauj mums pastāvīgi palielināt veidus, kā mēs varam mainīt fizisko raksturīga jebkurai vielai, un tāpēc rada jaunus jautājumus.Tādēļ, iespējams, ievērojami turpināsies laika ziņā milzīgais jautājuma stāvokļu skaits.

Tā kā tas mainās visu laiku, es tikai saku, rakstot šo rakstu, es atklāju 4 veidu klasiskās vielas (jautājums, kas tika parādīts, ka tas notiek dabiski), 8 veidi, kas tiek uzskatīti par zemu enerģijas stāvokli un ir nevis klasiski, 3, kuri nav klasiski un kuriem ir augsta enerģija, un 3, kas tiek klasificēti atsevišķi, jo pastāv esošās magnētiskās īpašības.

Tātad apakšējā līnija ir daudz vairāk lietu stāvokļu nekā parasti, cietais, šķidrums un gāze. Precīzs šo valstu skaits un raksturs turpinās mainīties, attīstoties tehnoloģijām. Arī lielākā daļa no pamatskolas un vidusskolas mācību grāmatām ir piepildītas daudzi, daudzi slēpjas ℘