على الرغم من صعوبة التحقق من استخدام النار من قبل البشر في الوقت المحدد ، إلا أن النار هي أكبر اكتشاف للبشرية ، لأن المجتمع الحديث يكاد يكون مبنيًا على النار ، سواء كان ذلك لطهي الأرز أو الماء ، أو وسائل النقل. حتى الطائرات في السماء والصواريخ التي يتم فحصها في الفضاء الخارجي لا غنى عنها لوجود النار ، لذا فإن تاريخ الحضارة البشرية هو تاريخ تغيير النار إلى النار! يخبرنا العلم الحديث أن المادة لها ثلاث حالات: صلبة ، سائلة ، وغازية ، لكن السؤال هو ما هي حالة النار والضوء الذي ينبعث منه؟

تكوين وشكل المواد

تتكون الطبيعة من المادة ، ونحن نعلم أن المادة المختلفة لها ذرات مختلفة ، ومفتاح الاختلاف في الذرات هو اختلاف النواة ، وينجم اختلاف النواة عن الاختلاف في عدد توليفات النيوترون والبروتون. وبالطبع ، فإن الإلكترونات الخارجية النووية هي أيضًا إنه أمر بالغ الأهمية لأن الخصائص الكيميائية للذرات يتم تحديدها بشكل رئيسي بواسطة الإلكترونات الخارجية.

• الحالات الثلاث للمادة

يرتبط شكل المادة بخصائص العنصر ، في درجة حرارة منخفضة بما فيه الكفاية ، تنخفض حركة الجسيمات ، وتنخفض المسافة بين جزيئات الذرة والجزيئات ، وتظهر الحالة الصلبة ، ببساطة ، يتم تجميدها بالطبع. لا يوجد شيء اسمه مادة صلبة ، وقوته بين الجزيئات قوية جدًا ، وهي في الأصل مادة صلبة! عندما تزداد درجة الحرارة تدريجيًا ، تزداد حركة الجسيمات ، وتزداد المسافة ، ثم تظهر حالة سائلة ، وبالطبع تستمر درجة الحرارة في الزيادة ، وتكون الحركة الجزيئية شديدة للغاية ، وتزداد المسافة بشكل كبير ، وتصبح حالة المادة غازية.

بالطبع ، لا يمكن تلخيص المواد المختلفة بهذه الطريقة البسيطة ، على سبيل المثال ، عند غلي الماء ، بالإضافة إلى التغلب على قوى فان دير والز ، من الضروري تدمير الروابط الهيدروجينية ، بينما يغلي البروم ، فإنه يدمر فقط قوى فان دير فالس ، ولا تتأثر الروابط التساهمية في الجزيء. ولكن لا توجد مشكلة في الفهم.

• بلازما

عندما تستمر درجة الحرارة في الارتفاع ، تكتسب الإلكترونات الطاقة وستشع موجات كهرومغناطيسية ، وهذا هو السبب في توهج الجسم عند درجة حرارة عالية. إعادة تسخين الإلكترونات ينفصل ويصبح بلازما. يسميه البعض بالغاز الفائق. تم اكتشاف البلازما بواسطة كروكس عام 1879. تم اعتماد مصطلح "البلازما" لأول مرة من قبل لانغريل في عام 1928.

• شكل متطرف للمادة

بالطبع ، بالإضافة إلى حالة البلازما الرابعة ، هناك الحالة الخامسة لحالة مكثفات بوز-آينشتاين وحالة تكثيف فرميون السادسة ، لأنها بعيدة جدًا عن اللهب ، فيما يلي بإيجاز يقدم حالتين للمادة.

حالة Bose-Einstein المكثفة: حالة فائضة من المادة تتكون من بوزونات في نفس الحالة الأرضية عند درجات حرارة منخفضة للغاية ، 1995 Wolfgang Kately و Eric Cornell و Karl Wiman تم الحصول على تكاثف Bose-Einstein لأول مرة باستخدام ذرات الروبيديوم الغازي عند درجة حرارة منخفضة 170 nK. في هذه الحالة ، تتقارب جميع الذرات تقريبًا مع الحالة الكمومية بأقل طاقة ، وتشكل حالة كمومية مجهرية.

يمكن أن تكون الحالة المكثفة للفرميون والبوزون في نفس الحالة الأرضية. وللفيرميون مبدأ غير متوافق ، لذلك لا يمكن أن تشكل الحالة المكثفة لبوز-آينشتاين ، لكن العلماء الثلاثة المذكورين أعلاه استخدموا كوبر تجمع الآلية بين الفرميونات معًا لتشكيل "فرميون" مع خصائص مشابهة للبوزونات. يمكن لهذه الفرميونات أن تحتل ببطء أقل حالة طاقة عندما تصل درجة الحرارة إلى الحد الأقصى.

بالطبع ، هناك أيضًا حالات نيوترونية ، ولكن في الواقع تجاوزت الحالة النيوترونية حالة المادة ، لأن العنصر النيوتروني بدون بروتونات لا يمكن تعريفه على أنه أي مادة ، وكثافته عالية مثل النواة ، لذلك لا يوجد هذا الشكل على الأرض. توجد في كل مكان (النواة موجودة ، لكن النواة بها بروتونات ، أو نيوترونات حرة في المفاعل النووي ، لكنها ستتحلل)

ما هو شكل النار؟ ما هو النور؟

من الصعب تحديد شكل اللهب العادي ، يعتقد العديد من الأصدقاء أن اللهب هو حالة بلازما ذات درجة حرارة منخفضة ، ولكن ليس كذلك ، لأن طبقة البلازما الوحيدة في حالة البلازما هي البلازما ، وهذه الطبقة الرقيقة كثافة الجسيمات المشحونة منخفضة للغاية ، وربما يكون الجزء المولي للحجم حسب ترتيب e-8!

والمزيد من المناطق الأخرى هي منطقة تفاعل كيميائي تتكون من مواد قابلة للاشتعال ومؤكسدات ، ولكن هذه المنطقة ديناميكية ، لأن التفاعل الكيميائي الذي يمكن أن يطلق عليه اللهب سيطلق الكثير من الطاقة ، لذلك في هذه المنطقة غاز حقل التدفق أكثر تعقيدًا. على سبيل المثال ، يبدو اللهب على الأرض صاعدًا بشكل عام (سيكون حقل التدفق المحلي أكثر تعقيدًا ، وسيكون أكثر تعقيدًا إذا كانت منطقة الاحتراق كبيرة). نظرًا لارتفاع الهواء الساخن ، سيأتي الهواء البارد المحيط بشكل طبيعي ليكمل ويشكل مجال تدفق للتفاعلات الكيميائية المستمرة.

ولكن في حالة انعدام الوزن ، سيتم تدمير عملية الحمل الحراري الطبيعية هذه ، لأنه لن يكون هناك مفهوم ارتفاع الهواء الساخن ، لذلك سيكون اللهب كرويًا ، وسيبقى غاز العادم الناتج عن تفاعل الاحتراق ، حتى لا يصبح قلب اللهب مؤكسدًا وتنطفئ.

تجربة ناسا لاحتراق الفضاء FLEX1

بالطبع ، بعد إضافة لهب مادة تعزيز التأين ، ستزداد نسبة حالة البلازما بشكل كبير ، لذلك يمكن تمريرها مباشرة من خلال المجال المغناطيسي بسرعة عالية ، تنحرف أيونات البلازما والإلكترونات في المجال المغناطيسي إلى الأقطاب الموجبة والسالبة المقابلة ، مباشرة من البلازما هذا هو مولد المغنطيسي-السائل في المكوك ، وهذا النوع من المولدات لا يحتوي على أجزاء متحركة وهو فعال للغاية ، ولكن العيب هو أن المغناطيس والأقطاب الموجبة والسالبة بحاجة إلى العمل في درجات حرارة عالية للغاية ، وهو تحد تقني .

لذلك ليس هناك مشكلة بالنسبة لك لتحديد اللهب على أنه حالة البلازما ، لأنه يحتوي على حالة البلازما. يمكن أيضًا تحديده كمجال تدفق ديناميكي للتفاعل الكيميائي ، لأن معظم اللهب مثل هذا ، وكيفية تعريفه ليس مشكلة. بعد الفهم ، طالما تريد ذلك!

• ما هو النور؟

ينبعث معظمها فقط من الإشعاع خارج المحفز بالإلكترون ، لذلك ، وفقًا لانتشار الإشعاع الكهرومغناطيسي ، ليس الضوء شكلًا من أشكال المادة ، بل هو شكل من أشكال نقل الطاقة. الطاقة الإشعاعية التي تحصل عليها الأرض ناتجة عن "الضوء "نيابة عن الاتصالات ، لأن الضوء بمعناه الواسع يشمل الطيف الكهرومغناطيسي بأكمله! لكن الأمر الأكثر إثارة للاهتمام هو الفهم بمعنى آخر ، فالفوتونات تنتمي إلى البوزونات ، ويمكن للبوزونات أن تشكل نظريًا حالات مكثفة من Bose-Einstein في درجات حرارة منخفضة للغاية ، مثل الصفر المطلق تقريبًا ، والذي استخدمه ثلاثة علماء في عام 1995. وهي ذرات الروبيديوم الغازي التي يتم تصنيعها بنجاح في الظروف القاسية.

بالطبع ، هذا صعب للغاية ، ومكثفات Bose-Einstein غير مستقرة للغاية ، لأن التأثير الصغير للغاية لهذه الحالة في العالم الخارجي يكفي لتسخينها فوق درجة الحرارة الحرجة. لا يمكن التكهن بمكثف لون أينشتاين إلا نظريًا ، إذا تم تعريفه حقًا ، فهو سائل فائق ، أي ضوء فائق السوائل!

ومع ذلك ، في عام 2016 ، استخدمت فرق البحث التابعة لجامعة نيو ساوث ويلز والجامعة الوطنية لأستراليا طريقة ممتازة لاستخدام الذكاء الاصطناعي للتحكم في درجات الحرارة القاسية للغاية والتحكم في شعاع الليزر الذي تفلت منه الذرات. ربما في المستقبل القريب ، يمكننا حقًا إدراك حالة الضوء فائقة السوائل ، مما يجعل Ambilight ممكنًا حقًا!