气态物质和气体物质有什么区别(气态物质和气体物质有哪些)

物质的六种状态是气体、液体、固体、等离子体、玻色-爱因斯坦凝聚体和费米子凝聚体。

一般来说，物质有三种状态:气态、液态和固态。物质由分子、原子或离子组成。气态的物质，其组成粒子相距甚远，几乎像行星一样散落在宇宙中空。但对于液态物质来说，组成它们的分子是相互靠近的，分子的密度比气体中的同种物质要高得多。对于固体物质来说，组成元素是以原子状态存在的，固体中的原子相互挨着，形成一个‘点阵’，就像盖房子的脚手架一样，相互攀援，相互拉动，牢固地结合在一起，这也是固体比液体硬的原因。

在等离子状态下，原子由原子核和电子组成。通常，电子围绕原子核旋转。而在几千摄氏度以上的高温下，气态原子开始抛掉自己的电子，于是带负电的电子开始自由游走，原子变成了带正电的离子。温度越高，气体原子放出的电子越多。这种现象叫做气体电离。科学家称电离气体为“等离子态”。除了高温之外，用强有力的紫外线、X射线和C射线照射，这种气体还可以转变成等离子体。与地球不同的是，它是茫茫宇宙中最无处不在的形态。因为宇宙中大多数发光的行星内部温度和压力都极高，所以这些行星中的物质几乎都处于等离子体中。这是物质的第四种状态。

气体原子在室温下的行为就像台球一样。原子相互碰撞，与壁碰撞，它们的相互作用遵守经典力学定律。低温下原子的运动遵循量子力学定律，其运动用德布罗意波描述。此时德布罗意波的波长λdb小于原子间的距离D，其运动由量子性质自旋量子数决定。我们知道，自旋量子数为整数的粒子是玻色子，自旋量子数为半整数的粒子是费米子。

玻色子具有全局特性，在低温下收敛到能量最低的同一个量子态(基态)；但是费米子是互斥的，它们不能占据同一个量子态，所以其他费米子不得不占据能量更高的量子态。原子中的电子是典型的费米子。早在1924年，玻色和爱因斯坦就从理论上预言了物质的另一种状态——玻色-爱因斯坦凝聚体的存在，即当温度足够低，原子的运动速度足够慢时，它们会收敛到能量最低的同一个量子态。此时，所有原子都具有与一个原子完全相同的物理性质。

根据量子力学中的德布罗意关系，λ db = h/p，粒子运动越慢，其物质波的波长越长。当温度足够低时，原子的德布罗意波长与原子间的距离在同一个数量级。此时物质波通过相互作用达到相同的状态，它们的性质可以用一个原子的波函数来描述。当温度为绝对零度时，热运动现象消失，原子处于理想的玻色-爱因斯坦凝聚态。

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