物质的存在状态

现有科学认为，物质的四种基本存在形态是固态、液态、气态和等离子态。

 

物质的四种状态

固态

物质的粒子（原子、分子或离子）紧密排列，使其具有固定的形状和体积。粒子之间的作用力很强，主要为离子键、共价键等化学键。例如，金属晶体中的金属原子通过金属键相互连接，形成规则的晶格结构；氯化钠等离子晶体中，钠离子和氯离子通过离子键有序排列。固体的分子运动主要是在固定位置附近的振动。

 

冰块

液态

液体中的粒子间距离比固体稍大，分子间作用力较弱，主要是范德华力。液体分子有一定的流动性，它们可以相对自由地移动，但仍然相互吸引。因此，液体有固定的体积，但没有固定的形状，会根据容器的形状而改变。例如，水在常温下是液体，水分子之间通过氢键等分子间作用力相互作用，能够在一定范围内自由流动其形状由所盛容器决定。

 

液态水

气态

气体既没有固定的形状，也没有固定的体积，它会充满整个容器。气体分子间距离很大，分子间作用力非常微弱。气体分子以高速做无规则运动，频繁地相互碰撞以及与容器壁碰撞。例如，氧气、氮气等常见气体，它们的分子在容器中自由地扩散，压强是气体分子对容器壁碰撞产生的宏观效果。

 

水蒸气

等离子态

等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子团、被电离后产生的正负离子等组成的离子化气体状物质。等离子体中含有大量的自由电子和带电离子，但是整体呈电中性。它具有很高的导电性，并且受磁场影响明显。例如，在太阳内部和日冕层、霓虹灯中的发光气体、核聚变实验中的高温等离子体等都是等离子体状态。等离子体在工业上用于等离子切割、等离子体显示技术等众多领域。

 

等离子体

https://sc.chinaz.com/tupian/160710546915.htm

 

什么是等离子体？

等离子体（plasma）的发现最早可追溯到1879年。英国物理学家Crooks在研究阴极射线管时，发现其中存在着带有正负电荷的带电粒子，是除固、液、气之外的第四种物质状态，其被定义为由电离气体形成的高能离子和电子、亚稳态粒子和紫外线等组成的电中性气体状物质。

 

天然等离子体

https://www.mjsds.com/news/1149.html

 

日常生活中的等离子体

自然现象类

闪电：云的不同部位聚集不同极性的电荷。雷暴天气中，云内及云与地面间形成强电场。当电场强到击穿空气时，空气分子被快速电离，形成狭窄的放电通道，即局部高温等离子体，温度可达28000 ℃，伴有耀眼光芒和震耳欲聋的雷鸣。

 

闪电

极光：太阳风中的带电粒子进入地球磁场后，与大气层中的氧分子和氮分子碰撞，使分子或原子的电子跃迁，释放出不同波长的光，这称为极光，多发生在南北纬67°附近。

 

极光

https://comeonletstravel.com/

人造等离子体类

荧光灯：灯管内充有汞蒸汽和惰性气体。电流通过时，气体被电离形成等离子体。电子与汞原子碰撞，导致汞原子激发到高能态，然后回到基态发出紫外线，紫外线照射灯管内壁荧光粉，使其发出可见光。

 

荧光灯管

霓虹灯：霓虹灯管内充满着低压气体。在两端电极施加几千伏电压后，产生大量电子与气体原子碰撞，使其电离形成正离子和自由电子，过程中多余能量以光子形式发射产生光，光的颜色取决于管中的气体种类。

 

霓虹灯

https://detail.1688.com/offer/587610729018.html

信息来源：

1. Ulrich Kogelschatz. Dielectric-Barrier Discharges: Their History, Discharge Physics, and Industrial Applications. Plasma Chemistry and Plasma Processing, 2003, 1-46.

2. Tonks L. Oscillations in ionized gases. Plasma and Oscillations. Pergamon, 1961:122-139.