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玻璃是固体还是液体科学家也很头大

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来源: 作者: 2018-11-06 09:45:21

玻璃是固体还是液体,科学家也很头大

摘要:清晨的阳光透过玻璃窗洒在脸上,音乐响起,手指在玻璃屏上轻划关掉闹钟,悠悠的奶香从餐桌上的玻璃杯中溢出,唤醒新的一天……生活中,人们早已对玻璃态物质习以为常,但是你可能不知道,这些几乎随处可见的“玻璃”却一直困惑着物理学家,就连一向高冷的《科学》杂志,也曾将“玻璃态物质的本质是什么”列为125个最具...

清晨的阳光透过玻璃窗洒在脸上,音乐响起,手指在玻璃屏上轻划关掉闹钟,悠悠的奶香从餐桌上的玻璃杯中溢出,唤醒新的一天……生活中,人们早已对玻璃态物质习以为常,但是你可能不知道,这些几乎随处可见的“玻璃”却一直困惑着物理学家,就连一向高冷的《科学》杂志,也曾将“玻璃态物质的本质是什么”列为125个最具挑战性的科学前沿问题之一。 是固体还是液体傻傻分不清 玻璃有形状且坚硬,具有固体的属性。但奇怪的是其原子排列方式却与液体的无序排列如出一辙。 众所周知,固体有固定的形状,液体没有确定的形状;此外,一部分固体拥有组织非常严密的原子结构,原子有规则地、周期性排列,而且这种规则有序的结构比较稳定。相比之下,液体中的原子排列则较为混乱,它们不规则聚集在一起,原子的位置不断变化。 而玻璃有形状且坚硬,具有固体的属性。但奇怪的是其原子排列方式却与液体的无序排列如出一辙。也就是说,从表面上看,玻璃更像是固体,但内部原子排列却很像液体。 有专家认为,自然界中的固体物质,按照其微观结构的特点,可大致分为两类:一类的原子或粒子排列整齐有序,就像阅兵式的方阵,即晶态固体;另一类的原子或粒子排列混乱无序,就像大街上熙熙攘攘的人群,即非晶态固体。而玻璃就是一种典型的非晶态固体。 8月15日,中国科学院物理研究所汪卫华院士在接受科技采访时说:“实际上,玻璃是原子运动得很慢的液体。液体的原子不停地在动,但玻璃里面的原子移动极其缓慢,要比一般液体中原子运动慢20—30个量级。”为了说明一般液体中原子运动速度与玻璃中原子运动速度的巨大差距,汪卫华做了一个形象的比喻:“原子在一般液体中移动的速度比火箭还要快,而在玻璃中运动的速度比蜗牛还要慢。” 美国科学家菲利普·吉布斯在刊登于加州大学河滨分校数学系主页上的《玻璃是固体还是液体?》一文中也指出,从分子动力学和热力学的某些角度来说,玻璃可以看成是高黏度的液体,是无定形固体,或是既不是液体也不是固体的另一态。

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