水被證實能在2000度高溫下凝固,科學家實驗室中造出超級冰:冰18

2020-12-03 時間簡史淺談

水在地球自然條件下有三種狀態,常溫液態,零下固態,100度也可以變成氣態,但大家是否知道,水在高溫狀態下,有的時候還真的未必就會變成氣態,也可以結冰的。在之前,就已經有科學家做過實驗了,證明水還真的可以變成另一種固態,被稱作為超級冰——冰18。

冰18的想像圖

通過X射線,科學家發現,水在這種極端條件下呈現出全新的形態!衝擊波裡的水並沒有成為過熱液體或氣體,而是凝固、結晶成冰。研究證實了水的新相位——「超離子冰」(superionic ice)的存在。

不同於我們見過的冰,超離子冰是黑色的,密度是普通冰的4倍,其溫度更是高達2000攝氏度,相當於太陽表面溫度的一半 ,而它熔點高達4700攝氏度。

實驗室中的發現

目前,科學家發現冰包含了18種晶體結構。其中,我們最熟悉的「普通冰」,其餘的冰晶按照2~17編號。

按照編號順序,此次發現的全新冰晶結構為冰18。此前發現的所有水冰都是由完整的水分子構成的,每個水分子中都由一個氧原子與兩個氫原子相連。但超離子冰並非如此,它的形態結構也是令人嘖嘖稱奇:部分是固體,部分是液體。

在極端條件下發現的超離子冰提醒我們,在廣袤宇宙中,極端環境下的物質存在形式可能與地球上的物質截然不同,這暗示著我們需要擺脫慣性思維,不再以地球環境為思考的起點,而是用一種全新的眼光,去重新丈量宇宙。

基礎物理學的的發展不僅僅在科學研究上有重大意義,它對人類物質文明的發展、對社會生活的推動作用也十分巨大。例如體積越來越小、功能越來越強的現代電子設備和已經得到廣泛應用的5G技術、GPS導航定位技術都是基礎物理學不斷發展帶來的成果。

物理學的魅力不僅限於科學,而且推動了技術和社會的進步,極大地造福於人類。中國能夠在不到一個世紀追趕上發達國家,甚至領先於他們,靠的就是基礎科學的研究,誰培養更多的科學人才,誰就能更早的踏入未來,享受科技帶來的便利,現在國家也是越來越重視科學人才的待遇。

大至宇宙,小到基本粒子,可以說我們就在物理的世界,是外界事物的本質。

一句話,物理與我們每個人的生活都息息相關。

但為數不少的家長和孩子在涉及「物理」時,往往陷入一個誤區,那就是只把它當作上初中以後的事當作一門程式化、規則化的正式課程去對待。無數的公式,抽象的概念,仿佛離現實很遙遠。這些知識太枯燥乏味、太不接地氣了,物理的自然魅力已經喪失!

在物理的學習這塊,我特別想告訴大家的是,一定要從小培養孩子的興趣和思維能力。做到這一點,物理的學習就已經成功了一大半。

之所以這麼說,也是考慮到當下的大趨勢,物理在中小學教育中,越來越受重視!

新修訂的《小學科學課標》規定:「科學課」從原先的三至六年級,調整為一年級開始。

對於兒童探尋世界萬物的敏感期,我們應該及時捕捉和把握,養成科學的思維方式。這套書《這就是物理》站在孩子的視角,用擬人化的故事情景,將物理知識融入到趣味對話中。

將烤火、奔跑、聽音樂、騎車甚至烤麵包,涵蓋宇宙、地球等眾多領域,讓人不禁大呼:原來是這樣的

《這就是物理》美國經典物理科學啟蒙全書包含10本書,內容涵蓋中小學必學的10大重要的物理科學主題:引力、磁性、能量、聲音、光、電、熱、力和運動、物質……結構系統、科學有序,給孩子構建一個系統的物理知識框架

從孩子的生活經驗出發,結構系統、科學有序,從易到難,幫助孩子將來在初高中階段更好地學習科學。講他們聽得懂、易消化、好吸收、輕鬆建立起學習物理的自信,分分鐘搞定物理。

為了貼合孩子們的學習需求,還特別邀請了北京一線的物理教師全文審閱。

這套書顛覆了傳統物理的學習方式,不講定理,不套公式,而是通過漫畫的形式,導入物理知識,讓抽象、難懂的物理概念、定理,用漫畫故事的形式演繹出來!

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