【玻璃的名词解释 玻璃是什么意思】人类使用玻璃的历史至少可以追溯到4000年前,时至今日,玻璃更是在我们的生活中无处不在,而如果有人问起一个看起来很简单的问题:玻璃是固体还是液体?相信很多人都会不假思索地说出答案:“玻璃当然是固体了” 。但事实真是这样吗?我们不要急着下结论,因为这个问题其实不简单 。
“玻璃是液体”这种说法由来已久,最早起源于人们在观察一些古老的建筑时发现了一种奇怪的现象——这些建筑的玻璃窗底部比顶部更厚,于是就有人据此推测玻璃其实是一种非常黏稠的液体,而这些玻璃窗的底部之所以比顶部更厚,就是因为液体在重力作用下向底部流动而造成的 。
需要注意的是,上述观点目前仍然存在着很大的争议,正反双方都无法拿得出百思特网令人信服的证据,但总的来说,大多数人还是认为玻璃不应该在“短短的”几个世纪内就发生明显的变形 。但这并不代表我们可以就此下结论,认为玻璃就是固体,这是因为玻璃确实存在着一些液体的特征 。
我们都知道,液态水在结冰以后就变成了固态,从宏观的角度来看,液态水在结冰以前是可流动的,而在结冰以后则是刚性的,并且具有固定的形状和体积,而从微观的角度来看,液态水在结冰以前,其水分子是杂乱的,并没有牢固结合,而在结冰以后,水分子的排列就变得牢固和有序,各个原子形成了规则的晶格结构,因此我们能够很容易地定义水的固态和液态 。
但这一招用在玻璃上百思特网就不是那么管用了,尽管在我们的眼中,玻璃也具有固体的特征,但从微观的角度来看就不一样了,研究人员通过高倍显微镜对玻璃进行观察后发现,即使是处于类似固体的状态,玻璃的原子结构也是杂乱的,其混乱程度与液体几乎没有什么区别,而这种原子结构也就意味着玻璃可以流动,只不过流动的速度极其缓慢 。
我们可以看到,玻璃既具有固体的一部分特征,也具有液体的一部分特征,这就让我们不好定义玻璃这种物质到底是固体还是液体了 。我们可以将其定义为“无定形的固体”,也可以将其定义为“高黏度的液体”,又或者将其定义为“既不是固体,也不是液体”的另百思特网一种物质状态 。
那么问题就来了,玻璃为什么就这么奇怪呢?著名的《科学》杂志(SCIENCE)曾经在创刊125周年的时候,公布了125个“最具挑战性的科学问题”,在这之中,“玻璃态物质的本质是什么”名列第47名,由此可见这个问题其实相当的不简单 。
在过去的日子里,科学家们一直在试图弄清楚这是怎么回事,就目前来看,一项在2008年发表在《自然》杂志上的研究成果似乎能够对此作出较好的解释,该研究表明,熔融态物质在冷却的时候,会形成一种特殊的原子结构,这阻止了晶格结构的形成 。
根据该项目的研究人员、布里斯托尔大学的帕蒂.罗伊尔(Paddy Royall)的介绍,形成玻璃的熔融态物质的黏度会随着温度的下降而迅速增高,这会导致其中的原子根本来不及形成规则的晶格结构,而只能形成一种特殊的二十面体结构,从而无法成为真正意义上的固体 。简单地讲就是,这些原子被“困住了” 。
值得一提的是,固体和液体在有些时候真的很难区分,比如说沥青就是液体,但是这种物质拥有极高的黏度,以至于它看上去和固体一样 。为了验证这个现象,昆士兰大学的物理学家托马斯.帕内尔(Thomas Parnell)曾设计了一个著名的“沥青滴漏实验” 。
该实验其实很简单,就是将沥青置入一个漏斗中,然后再观察它的流动情况,但由于沥青流动的速度慢得令人发指,从1927年实验开始一直到现在,该实验中的沥青只滴落了9次,并且这9次都没有被人亲眼见证 。目前该实验仍然在进行,被称为“人类科学史上历时最长的实验” 。
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