物態(tài)

超導(dǎo)體

因?yàn)槌瑢?dǎo)體擁有零電阻的物質(zhì)，所以可以有完美的導(dǎo)電性。當(dāng)它處在外加磁場(chǎng)中，會(huì)對(duì)磁場(chǎng)產(chǎn)生的微弱排斥力，這種現(xiàn)象稱(chēng)為邁斯納效應(yīng)或者完美的抗磁性。超導(dǎo)磁鐵在核磁共振成像機(jī)中用作電磁鐵。超導(dǎo)現(xiàn)象是在1911年發(fā)現(xiàn)，在往后的時(shí)間只知部分金屬和合金在絕對(duì)溫標(biāo)30度之下?lián)碛羞@種特性。直到1986年，在一些陶瓷的氧化物中發(fā)現(xiàn)一種名為高溫超導(dǎo)電性的特質(zhì)，而這種物態(tài)出現(xiàn)的溫度已提高到絕對(duì)溫度164度。

超導(dǎo)體的電阻完全消失的現(xiàn)象稱(chēng)為超導(dǎo)電性，此狀態(tài)被稱(chēng)為超導(dǎo)態(tài)。超導(dǎo)體在某些科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中開(kāi)始進(jìn)入實(shí)用階段。對(duì)高溫超導(dǎo)機(jī)理的理解可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)很多被稱(chēng)為電子強(qiáng)關(guān)聯(lián)的一大類(lèi)材料物理本質(zhì)的理解，同時(shí)在科學(xué)和技術(shù)兩個(gè)方面產(chǎn)生飛躍 。

已發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)材料主要是一些金屬、合金和化合物，已達(dá)幾千種。

超流體

當(dāng)接近絕對(duì)零度時(shí)，部分液體會(huì)轉(zhuǎn)變成另一種的液體狀態(tài)名為超流體，它的特點(diǎn)是黏度值是零（有無(wú)限的流動(dòng)性），超流動(dòng)性是其最具特征的基本性質(zhì)?？茖W(xué)家在1937年發(fā)現(xiàn)，將氦冷卻到低于λ溫度（2.17K）便形成超流體。此時(shí)，氦氣可以在容器中不斷流動(dòng)，并可對(duì)抗地心吸力。氦-4為了找尋自己的定位會(huì)在容器上緩慢地流動(dòng)，在短時(shí)間之后，兩個(gè)容器的水平將會(huì)是一致。而大容器的內(nèi)壁將會(huì)被“羅林膜”所覆蓋，如果容器的不是密封的，液體便會(huì)流出來(lái)。超流體擁有無(wú)限大的熱傳導(dǎo)率，所以在超流體中不能形成溫度梯度。這些特性可以用氦-4在超流體狀態(tài)中轉(zhuǎn)變成玻色-愛(ài)因斯坦凝聚態(tài)來(lái)解釋。費(fèi)米凝聚態(tài)的超流體也可以由氦的同位素氦-3或者鋰的同位素鋰-6在更低溫的狀態(tài)下轉(zhuǎn)變而成。

氦-4原子是玻色子，玻色-愛(ài)因斯坦統(tǒng)計(jì)允許很多原子同時(shí)處于一個(gè)量子態(tài)上。當(dāng)溫度降至λ點(diǎn)以下時(shí)，有宏觀數(shù)量的氦原子同時(shí)凝聚在動(dòng)量為零的單一量子態(tài)上，用一個(gè)宏觀波函數(shù)來(lái)描述。溫度在λ點(diǎn)以下的超流動(dòng)性及其他特異現(xiàn)象都可用這種宏觀波函數(shù)的特性來(lái)解釋 。

玻色-愛(ài)因斯坦凝聚態(tài)

由愛(ài)因斯坦和玻色在1924年預(yù)測(cè)出來(lái)，也被稱(chēng)為第五種物質(zhì)狀態(tài)。多年來(lái)，玻色-愛(ài)因斯坦凝聚態(tài)在氣體狀態(tài)下都是一個(gè)理論上的預(yù)測(cè)而已。最后，由克特勒、康奈爾及威曼所領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，在1995年首先透過(guò)實(shí)驗(yàn)制造出玻色-愛(ài)因斯坦凝聚。玻色-愛(ài)因斯坦凝聚態(tài)比固態(tài)時(shí)更冷。當(dāng)原子有非常接近或者一致的量子等級(jí)和溫度非常接近絕對(duì)零度（－273℃）時(shí)便會(huì)出現(xiàn)玻色-愛(ài)因斯坦凝聚態(tài)。

對(duì)于遵從玻色–愛(ài)因斯坦統(tǒng)計(jì)且總粒子數(shù)守恒的理想氣體，存在一個(gè)極低但非零的轉(zhuǎn)變溫度T_c，當(dāng)溫度低于T_c時(shí)，占全部粒子數(shù)有限百分比的（宏觀數(shù)量的）部分將聚集到單一的粒子最低能態(tài)上的現(xiàn)象。這是1925年愛(ài)因斯坦將S.玻色提出的處理黑體輻射（光子氣體）的方法推廣到實(shí)物粒子理想氣體得出的理論預(yù)言。后來(lái)被稱(chēng)為玻色-愛(ài)因斯坦凝聚。聚集到最低能態(tài)上的所有粒子的集合被稱(chēng)為玻色-愛(ài)因斯坦凝聚體。

凝聚體是一種新的物態(tài)，可用單一波函數(shù)描寫(xiě)，可研究這種原子波的相干效應(yīng)以及相應(yīng)的原子激光和原子光學(xué) 。玻色-愛(ài)因斯坦凝聚態(tài)所具有的奇特性質(zhì)，不僅對(duì)基礎(chǔ)研究有重要意義，在芯片技術(shù)、精密測(cè)量和納米技術(shù)等領(lǐng)域，也都有很好的應(yīng)用前景。

里德伯分子

里德伯態(tài)屬于強(qiáng)力的非理想等離子的其中一種介穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)電子處于很高的激發(fā)態(tài)后冷凝而形成。當(dāng)?shù)竭_(dá)某個(gè)溫度時(shí)，這些原子會(huì)變成離子和電子。在2009年4月，斯圖加特大學(xué)的研究員成功由一粒里德伯原子和一粒基態(tài)原子中創(chuàng)造出里德伯分子（實(shí)驗(yàn)中利用極冷的銣原子），并由此證實(shí)了科羅拉多大學(xué)—博爾德校區(qū)的物理學(xué)家克里斯格林的假設(shè)，他認(rèn)為這一種物質(zhì)狀態(tài)是真正存在的。

里德伯原子是價(jià)電子被激發(fā)到高激發(fā)態(tài)能級(jí)結(jié)構(gòu)的原子。其他的原子，甚至分子也可以產(chǎn)生里德伯態(tài)。里德伯原子半徑大，結(jié)合能小，壽命長(zhǎng)，因此已被當(dāng)作探針用來(lái)進(jìn)行基礎(chǔ)研究和多方面的應(yīng)用。里德伯原子的特殊性能已被用作測(cè)量微波、射電波及檢驗(yàn)電磁場(chǎng)的探測(cè)器。在高密度氣體中的里德伯原子及分子還是新的激光工作物質(zhì) 。

物態(tài)（物質(zhì)狀態(tài)）是指一種物質(zhì)出現(xiàn)不同的相。早期來(lái)說(shuō)，物質(zhì)狀態(tài)是以它的體積性質(zhì)來(lái)分辨。在固態(tài)時(shí)，物質(zhì)擁有固定的形狀和容量；而在液態(tài)時(shí)，物質(zhì)維持固定的容量但形狀會(huì)隨容器的形狀而改變；氣態(tài)時(shí)，物質(zhì)不論有沒(méi)有容量都會(huì)膨脹以進(jìn)行擴(kuò)散?？茖W(xué)家以分子之間的相互關(guān)系作分類(lèi)。固態(tài)是指因分子之間因?yàn)橄嗷サ奈σ蚨粫?huì)在固定位置振動(dòng)。 而在液體的時(shí)候，分子之間距離仍然比較近，分子之間仍有一定的吸引力，因此只能在有限的范圍中活動(dòng)。至于在氣態(tài)，分子之間的距離較遠(yuǎn)，因此分子之間的吸引力并不顯著，所以分子可以隨意活動(dòng)。等離子態(tài)（Plasma），是在高溫之下出現(xiàn)的高度離化氣體。而由于相互之間的吸力是離子力，因而出現(xiàn)與氣體不同的性質(zhì)，所以等離子態(tài)被認(rèn)為是第四種物質(zhì)狀態(tài)，是宇宙中普遍存在的一種物質(zhì)的聚集狀態(tài)。假如有一種物質(zhì)狀態(tài)不是由分子組成而是由不同力所組成，會(huì)形成一種新的物質(zhì)狀態(tài)。例如：夸克-膠子漿等。

物態(tài)（物質(zhì)狀態(tài)）也可用相的轉(zhuǎn)變來(lái)表達(dá)。相的轉(zhuǎn)變可以是結(jié)構(gòu)上的轉(zhuǎn)變又或者是出現(xiàn)一些獨(dú)特的性質(zhì)。根據(jù)這個(gè)定義，每一種相都可以其他的相中透過(guò)相的轉(zhuǎn)變分離出來(lái)。例如水?dāng)?shù)種固體的相。超導(dǎo)電性便是由相的轉(zhuǎn)變引伸出來(lái)，因此便有超導(dǎo)電性的狀態(tài)。同樣，液晶體狀態(tài)等都是用相的轉(zhuǎn)變所劃分出來(lái)并同時(shí)擁有不同的性質(zhì)。

物態(tài)液晶體

液晶是介于各向同性液體與晶體之間的一種物質(zhì)狀態(tài)。某一物質(zhì)處在液晶態(tài)時(shí)，分子排列的有序度介于理想晶體的長(zhǎng)程有序和液體的長(zhǎng)程無(wú)序之間。液晶的特點(diǎn)是同時(shí)具有流動(dòng)性和光學(xué)各向異性。液晶的化學(xué)和物理性質(zhì)極其豐富，隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)液晶的認(rèn)識(shí)也在不斷深化 。

液晶擁有液體的流動(dòng)性和固體有序排列的特征。分子擁有液體的流動(dòng)性，但它們（在一定范圍內(nèi)）只可以指向同一個(gè)方向，而且不能夠自由扭動(dòng)。部分的液晶在科技上有很大的用途，例如液晶顯示器。

液晶對(duì)外界因素（如熱、電、光、壓力等）的微小變化很敏感。正是這些特性使其在許多方面得到廣泛應(yīng)用。液晶屬于有機(jī)化合物，迄今人工合成的液晶已達(dá)5000多種。

物態(tài)無(wú)定形體

無(wú)定形體（又名非晶狀體）擁有像液體一樣的不規(guī)則結(jié)構(gòu)，但由于分子間的運(yùn)動(dòng)相對(duì)不自由，因此通常納入固體的類(lèi)別。常見(jiàn)例子有玻璃、聚苯乙烯、合成橡膠或其他聚合物。很多無(wú)定形體當(dāng)加熱至玻璃轉(zhuǎn)化溫度時(shí)便會(huì)軟化成液體。此時(shí)，分子是自由流動(dòng)的。無(wú)定形體不存在長(zhǎng)距離的整齊排列，但是在有限范圍內(nèi)，氧原子（O）以正四面體的排列包圍硅（Si）原子。部分液體屬于非牛頓流體，黏度的大小受作用力和剪應(yīng)力所影響。因此在某一個(gè)流動(dòng)情況之下便變成無(wú)定形體。

非晶態(tài)也叫無(wú)定形或玻璃態(tài)，是一大類(lèi)剛性固體。利用很高的冷卻速率，將傳統(tǒng)的玻璃工藝發(fā)展到金屬和合金，制成對(duì)應(yīng)的非晶態(tài)材料，稱(chēng)之為金屬玻璃或玻璃態(tài)金屬。非晶態(tài)材料的種類(lèi)很多，硅土（SiO₂），以及硅土和Al、Na、Mg、Ca等元素的氧化物的混合物構(gòu)成最古老、最重要的無(wú)機(jī)玻璃，近20多年來(lái)，由于非晶態(tài)材料優(yōu)異的物理、化學(xué)特性和廣泛的技術(shù)應(yīng)用，使其得到了迅速的發(fā)展 。

例如普通玻璃不是處于固態(tài)（結(jié)晶態(tài)），而是非晶態(tài)。玻璃沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，物理性質(zhì)也是各向同性的。玻璃內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒(méi)有空間點(diǎn)陣，與液態(tài)的結(jié)構(gòu)類(lèi)似?！邦?lèi)晶區(qū)”彼此不能移動(dòng)，因此玻璃沒(méi)有流動(dòng)性。嚴(yán)格地說(shuō)，非晶態(tài)不屬于固體，因?yàn)楣腆w專(zhuān)指晶體。非晶態(tài)是另一種物態(tài)。除普通玻璃外，常見(jiàn)的非晶態(tài)還有橡膠、石蠟、天然樹(shù)脂、瀝青和高分子塑料等。

注：某些實(shí)驗(yàn)十分危險(xiǎn)，這里未寫(xiě)。

物態(tài)固態(tài)

可以通過(guò)將液態(tài)物體加壓或冷凍至凝點(diǎn)，也可以將超固態(tài)的物質(zhì)減壓生成。

物態(tài)液態(tài)

可以通過(guò)固態(tài)物質(zhì)加熱或減壓生成，也可以通過(guò)氣態(tài)物質(zhì)冷凝或加壓生成。

物態(tài)氣態(tài)

可以將液態(tài)物質(zhì)蒸發(fā)。2100433B

物態(tài)簡(jiǎn)并態(tài)物質(zhì)

在極高壓的環(huán)境下，常溫物質(zhì)會(huì)轉(zhuǎn)變成一連串奇怪的物質(zhì)狀態(tài)，統(tǒng)稱(chēng)簡(jiǎn)并態(tài)物質(zhì)。這引起了天體物理學(xué)家的興趣。因?yàn)樗麄兿嘈旁诤阈侵校?dāng)核聚變的“燃料”用盡時(shí)會(huì)出現(xiàn)這種情況，例如白矮星和中子星。

中子星主要由簡(jiǎn)并中子組成的性質(zhì)奇特的致密天體。1932年發(fā)現(xiàn)中子后不久，L.朗道就提出可能存在由中子組成的致密星。1939年J.奧本海默和G.沃爾科夫通過(guò)計(jì)算建立了第一個(gè)中子星的模型。大質(zhì)量恒星耗盡內(nèi)部核燃料后，星核坍縮，在某一點(diǎn)幾乎所有的自由電子將被迫與原子核中的質(zhì)子結(jié)合形成中子。中子星的引力把大部分自由電子壓進(jìn)原子核里，強(qiáng)迫它們與質(zhì)子結(jié)合形成中子。中子星的密度極高，一匙勺中子星物質(zhì)重10億噸，它與質(zhì)量為1.7×10^－24克、“半徑”為10^－13厘米的單個(gè)中子的密度相似。中子星有極高的核密度以及極強(qiáng)的引力場(chǎng) 。

物態(tài)超固體

超固體可以在指定的空間下有秩序排列（即是固體或者晶體），但卻擁有例如超流體等多種非固體特性，因而被納入新的物質(zhì)狀態(tài)。

超固體也稱(chēng)超結(jié)構(gòu)（超點(diǎn)陣），是有序固溶體結(jié)構(gòu)的通稱(chēng)。當(dāng)固溶體有序化后，晶胞中的各個(gè)座位變得不等同了，不同組元的原子分別優(yōu)先占有特定的座位。當(dāng)完全有序?qū)崿F(xiàn)以后，晶體的結(jié)構(gòu)類(lèi)型就發(fā)生變化，有時(shí)甚至點(diǎn)陣類(lèi)型也發(fā)生變化。完全有序化后，點(diǎn)陣類(lèi)型也轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單立方型，但習(xí)慣上仍稱(chēng)之為具有超結(jié)構(gòu)的固溶體 。

物態(tài)弦狀網(wǎng)液態(tài)

在正常的固體狀態(tài)下，物質(zhì)中的原子應(yīng)以網(wǎng)狀排列，因此對(duì)于任何一粒電子，它相鄰的電子的自旋方向應(yīng)與它自身相反。但在弦狀網(wǎng)液態(tài)下，原子會(huì)以某種形式排列從而令到部分相鄰電子的自旋方向與它的方向相同，因而出現(xiàn)一些獨(dú)特的性質(zhì)。有趣的是，這些特質(zhì)對(duì)解釋在基礎(chǔ)情況下的宇宙中一些奇異現(xiàn)象有幫助。

弦狀網(wǎng)液態(tài)又稱(chēng)液態(tài)亞點(diǎn)陣?？梢哉J(rèn)為快離子導(dǎo)體的點(diǎn)陣是由兩個(gè)亞點(diǎn)陣構(gòu)成的，一個(gè)是不運(yùn)動(dòng)離子構(gòu)成的剛性亞點(diǎn)陣，另一個(gè)是可運(yùn)動(dòng)離子構(gòu)成的亞點(diǎn)陣。剛性亞點(diǎn)陣為可運(yùn)動(dòng)離子提供很多能量上近似相等的位置，可運(yùn)動(dòng)離子就無(wú)序地分布在這些位置上，因而稱(chēng)為液態(tài)亞點(diǎn)陣。實(shí)驗(yàn)上已證實(shí)液態(tài)亞點(diǎn)陣的存在?？祀x子導(dǎo)體兼有固體和液體的特性 。

物態(tài)玻璃態(tài)

玻璃態(tài)也稱(chēng)硫璃態(tài)。原子或分子不像在晶體中那樣按某一規(guī)則排列的固態(tài)，原子排列僅有局域的、部分的規(guī)則性（短程有序），而無(wú)大范圍的、周期性的規(guī)則性（長(zhǎng)程有序）的固體狀態(tài)。晶體和液體之間的轉(zhuǎn)變是一種相變，而且是一級(jí)相變。在非晶體與液體之間無(wú)一個(gè)確定的轉(zhuǎn)變溫度，當(dāng)溫度下降時(shí)液體先變成黏滯性越來(lái)越大的過(guò)冷液體，然后在玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度處轉(zhuǎn)變成非晶體（玻璃態(tài)固體）。玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度并無(wú)定值，隨著液體的冷卻速率而改變，冷卻速率越快，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度越低。過(guò)冷液體與非晶體之間的轉(zhuǎn)變，情況十分復(fù)雜，不能簡(jiǎn)單地看成相變 。處于這種狀態(tài)的固體只能在非常長(zhǎng)的時(shí)間后才結(jié)晶。當(dāng)從熔體冷卻或其他方法形成玻璃時(shí)，體系所含的內(nèi)能并不處于最低值。物質(zhì)在冷卻過(guò)程中內(nèi)能隨溫度而變化。因此從熱力學(xué)觀點(diǎn)，玻璃態(tài)是處于熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)，與相應(yīng)的結(jié)晶態(tài)比較，具有較高的內(nèi)能，有向晶體轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)。但從動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)看，它又是穩(wěn)定的，因?yàn)樵诔叵掠捎诓ＡУ母哒扯榷荒茏园l(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶態(tài)，必須克服結(jié)晶所需的活化能才行。所以玻璃態(tài)屬于亞穩(wěn)態(tài) 。

物態(tài)固態(tài)

粒子（包括離子、原子或者分子）都是緊密排列。粒子之間有很強(qiáng)的吸力，所以只能在原位震動(dòng)。因而令固體擁有穩(wěn)定、固定形狀和固定容量的特性，只有因施力而切斷或打碎時(shí)才可改變它的形狀。在晶體固體中，粒子（包括原子、分子、和離子）都是以三維空間的結(jié)構(gòu)排列，而同一種物質(zhì)可以排列成不同形式晶體結(jié)構(gòu)。例如鐵在912℃下是面心立方，912℃至1394℃之間便是體心立方。又例如冰，世上已知有關(guān)冰的晶體結(jié)構(gòu)有15種，這15種的固體物質(zhì)狀態(tài)分別存在于不同的溫度和壓力之下。在物質(zhì)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變過(guò)程中，固體會(huì)透過(guò)融化變成液體，相反液體會(huì)凝固成固體。如果由固體直接轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w，例如在大氣壓力下的CO₂，稱(chēng)之為升華，反之則是凝華。

嚴(yán)格地說(shuō)，物理上的固態(tài)應(yīng)當(dāng)指“結(jié)晶態(tài)”，也即各種晶體所具有的狀態(tài)。最常見(jiàn)的晶體是食鹽，由許多立方形晶體構(gòu)成。還有許多顏色、形狀各異的規(guī)則晶體。物質(zhì)在固態(tài)時(shí)的突出特征是有一定的體積和幾何形狀，物理性質(zhì)具有各向異性。有一定的熔點(diǎn)，熔化時(shí)溫度不變。

在固體中，分子或原子有規(guī)則地排列。每個(gè)分子或原子在各自固定的位置上振動(dòng)。晶體的這種結(jié)構(gòu)稱(chēng)為空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)。

物態(tài)液態(tài)

在溫度和氣壓是常數(shù)的情況下，液體的容量是固定的。當(dāng)固體加熱到熔點(diǎn)之上時(shí)，便會(huì)成為液體。內(nèi)分子（內(nèi)原子或者內(nèi)離子）之間的力仍然不可忽略，但分子有足夠的能量，因而可以有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)亦是流動(dòng)的。液體的形狀是不定的，由容器的形狀來(lái)決定。一般情況下液體的容量會(huì)比它在固體時(shí)要大，水（H₂O）是一個(gè)反例，因?yàn)樗畯?℃—4℃下密度上升并達(dá)到頂點(diǎn)。而物質(zhì)以液體存在的最高溫度和最高壓力分別名為臨界溫度和臨界壓力。

液體有流動(dòng)性，與固體不同，液體還有各向同性特點(diǎn)（不同方向上物理性質(zhì)相同），因?yàn)槲矬w由固態(tài)變成液態(tài)的時(shí)候，由于溫度的升高使得分子或原子運(yùn)動(dòng)劇烈，不可能再保持原來(lái)的固定位置，于是產(chǎn)生流動(dòng)。這時(shí)分子或原子間的吸引力還比較大，使它們不至分散遠(yuǎn)離，因此液體有一定的體積。在液體內(nèi)部的小區(qū)域內(nèi)仍存在類(lèi)似晶體的結(jié)構(gòu)——“類(lèi)晶區(qū)”。流動(dòng)性是“類(lèi)晶區(qū)”彼此間可以移動(dòng)形成的。

物態(tài)氣態(tài)

在氣態(tài)中，分子擁有足夠多的動(dòng)能，因而內(nèi)分子力的影響相對(duì)減少（對(duì)于理想氣體是0），分子之間的距離也較遠(yuǎn)。氣體并沒(méi)有限定的形狀和容量，但是它會(huì)占據(jù)整個(gè)密封的容器。液體可以透過(guò)在常壓下加熱到沸點(diǎn)或者在常溫下加壓而轉(zhuǎn)變成氣體。當(dāng)氣體溫度低過(guò)臨界溫度時(shí)，這種氣體稱(chēng)為蒸氣，可以單獨(dú)透過(guò)加壓而變成液體。如果氣體的壓力等同液體的蒸氣壓，兩者便可達(dá)致平衡，固體也是如此。當(dāng)一種氣體的溫度和氣壓分別超越自身的臨界壓力及臨界溫度時(shí)便成為超臨界流體，它擁有氣體的特性，同時(shí)是一種高密度的溶劑，因此而工業(yè)中有不少用途。例如超臨界二氧化碳可用透過(guò)超流體抽取法去抽取咖啡因，從而制造出脫咖啡因的咖啡。

液體加熱會(huì)變成氣態(tài)。這時(shí)分子或原子運(yùn)動(dòng)更劇烈，“類(lèi)晶區(qū)”不復(fù)存在。由于分子或原子間的距離增大，它們之間的引力可以忽略，因此氣態(tài)主要表現(xiàn)為分子或原子各自的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致氣體特性有流動(dòng)性，沒(méi)有固定的形狀和體積，容易壓縮；物理性質(zhì)具有各向同性。

物態(tài)等離子態(tài)

當(dāng)溫度達(dá)到攝氏數(shù)千度時(shí)便會(huì)形成等離子（離化氣體）。有些等離子是透過(guò)帶電荷的空氣粒子所做成，可以在一些恒星例如太陽(yáng)中找到或雷電時(shí)產(chǎn)生。當(dāng)加熱氣體時(shí)，電子會(huì)因?yàn)閾碛凶銐虻膭?dòng)能而成功擺脫原子核的吸力，成為自由電子，不受原子或分子的包圍。離子是化學(xué)物種的一種，成因是質(zhì)子的數(shù)目與電子不同而帶有電荷。自由電荷令到等離子有導(dǎo)電性，而令到它對(duì)磁場(chǎng)有強(qiáng)烈反應(yīng)。在極高溫的情況之下，例如在恒星中，基本上假設(shè)電子是自由運(yùn)動(dòng)的，而極高能量的等離子像是一個(gè)空的原子核在電子海之中。等離子相是宇宙中最常見(jiàn)的物質(zhì)狀態(tài)。等離子可以考慮為被高度離化的粒子，但因?yàn)榱Ｗ又g有極強(qiáng)的離子吸力而擁有截然不同的特性。因此被認(rèn)為是一不同的相或者物質(zhì)形態(tài)。

等離子體是由大量帶電粒子和中性粒子組成的，在電磁力作用下，粒子的運(yùn)動(dòng)和行為以集體效應(yīng)為主的體系。而等離子體的集體效應(yīng)，是指由于電磁等長(zhǎng)程力的作用，粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不僅取決于該粒子附近的局部條件，還取決于遠(yuǎn)離該粒子的其他區(qū)域的狀態(tài)。等離子體狀態(tài)是區(qū)別于固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的另一種物質(zhì)存在狀態(tài)，常稱(chēng)為物質(zhì)第四態(tài)。等離子體廣泛出現(xiàn)在茫茫的宇宙之中。在地球表面，閃電、極光等是地球上的天然等離子體的輻射現(xiàn)象。此外等離子體只能人為產(chǎn)生，如充氣電子管、日光燈、霓虹燈、電弧、氣體放電等設(shè)備中產(chǎn)生的由電子、離子和中性粒子所組成的電離氣體就是等離子體，整體呈電中性。等離子體具有廣泛的技術(shù)應(yīng)用，如空間技術(shù)、受控?zé)岷司圩?、同位素分離、無(wú)線電通信等 。

物態(tài)夸克-膠子漿

由歐洲核子研究組織（簡(jiǎn)稱(chēng)CERN）在2000年發(fā)現(xiàn)。因?yàn)橘|(zhì)子和中子都是由夸克構(gòu)成，而夸克能透過(guò)這種物質(zhì)狀態(tài)中釋放出來(lái)，并能獨(dú)立觀察。科學(xué)家可以透過(guò)這種物質(zhì)狀態(tài)下觀察夸克的特性，是從理論到實(shí)踐的一大飛躍。

夸克膠子等離子體是由許多夸克、反夸克和膠子組成的多體系統(tǒng)。簡(jiǎn)稱(chēng)夸克物質(zhì)。所有的強(qiáng)相互作用粒子即強(qiáng)子，都是由夸克、反夸克和膠子構(gòu)成的。迄今為止，不論在自然界，或通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段都沒(méi)有找到自由存在的夸克和膠子。然而，描述強(qiáng)相互作用的規(guī)范場(chǎng)理論預(yù)言，在超過(guò)一定的臨界能量密度（大約10²⁴電子伏/米³）時(shí)，夸克、反夸克和膠子可能沖破單個(gè)強(qiáng)子口袋的禁閉，而在一個(gè)大得多的空間范圍內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)，形成夸克膠子等離子體 。

（3）所謂“環(huán)境物態(tài)文化”是人們?cè)谡J(rèn)識(shí)和改造自然過(guò)程中，所形成的文化以非人格化、器物的形式直觀表現(xiàn)出來(lái)的樣態(tài)，它是環(huán)境文化產(chǎn)生和發(fā)展的基礎(chǔ)，主要蘊(yùn)含在宗教建筑、名勝古跡、自然風(fēng)光、生活周邊的生態(tài)環(huán)境之中。其存在意義在于，為環(huán)境文化的產(chǎn)生、傳遞和傳承營(yíng)造客觀氛圍、提供物質(zhì)載體。

本書(shū)是系統(tǒng)介紹臨界物態(tài)土力學(xué)及其有限元法基本內(nèi)容的教材，共分ll章。第1～6章介紹了土的物理性質(zhì)與分類(lèi)、有效應(yīng)力原理與土的應(yīng)力一應(yīng)變狀態(tài)、應(yīng)力與應(yīng)變路徑、土的室內(nèi)試驗(yàn)、臨界物態(tài)線(面)的概念以及以劍橋模型為代表的臨界物態(tài)模型及其與室內(nèi)試驗(yàn)的關(guān)系。第7～11章，在簡(jiǎn)要論述了工程地質(zhì)問(wèn)題數(shù)值分析方法的基礎(chǔ)上，介紹了基于Crisp2D軟件臨界物態(tài)模型的有限元實(shí)現(xiàn)，重點(diǎn)介紹了一維固結(jié)與三軸壓縮試驗(yàn)數(shù)值模擬、基坑開(kāi)挖與剛性擋墻支護(hù)數(shù)值模擬、隧道開(kāi)挖與支護(hù)數(shù)值模擬、基坑開(kāi)挖與柔性擋墻支護(hù)數(shù)值模擬等算例。

本書(shū)可供高等學(xué)校地質(zhì)、土木、交通、巖土工程專(zhuān)業(yè)的本科生作為選修課教材使用，亦可供上述相關(guān)專(zhuān)業(yè)的研究生或工程技術(shù)人員作為教材或參考用書(shū)自學(xué)使用。