火焰是一种什么物质形态?
火焰是一种什么物质形态?
一团火,既可以照亮黑夜,也可以带来温暖,但是摸不着又抓不到。小时候帮着妈妈烧柴火做饭的时候,看着火焰不停的来回扭动就开始好奇:火到底是啥东西?为啥能看见却抓不到。说它和水是对立的,但是水能摸到感觉到,火虽然没人去摸,但事实上大家都知道,看得到摸不到,还容易把手灼伤。它不是光,能发光,它能停留在那里,或动或静,甚至有些时候,火苗还有淡淡的阴影。
那么火焰到底是什么物质形态呢?为什么会形成阴影呢?火焰的颜色又和什么有关系呢?下面我们一起来了解一下吧。
物质形态:事实上火焰不属于固态、液态、气态中的任何一种,它是一种等离子态,是由英国物理学家(威廉·克鲁克斯)在1879年确定的物质的第四种状态,它有点类似于气态,比如我们平时可以看到火苗可以被风吹动,那么什么又是等离子态呢?
在微观物理学我们知道物质都是由分子和原子构成的,原子包括外围带负电的电子和内部带正电的原子核。当物质燃烧时温度过高,核外电子吸收能量,摆脱了原子核的束缚,就会成为自由电子,等离子态就是由部分丢失部分核外电子的原子核和自由电子组成的一团“浆糊”,因此等离子体也叫:电浆。在宇宙中,等离子体占了几乎99.9%,太阳、极光、闪电等其中都有存在。
火焰的阴影:我们都知道阴影的形成是因为当光照射到物体时,被物体挡住的部分形成的黑影,那么既然火焰背身就是发光体怎么也会有阴影呢?
其实火苗出现阴影主要有以下几点原因:
1:燃烧时半燃烧的燃料和一些杂质,二氧化碳、水蒸气和氧气分子等会对光有遮挡或者有折射的效果,因此会产生阴影。
2:火焰中有烟或者烟灰,挡住了一部分光线,形成阴影。
3:火焰中有热空气,空气的抖动使光线传播发生偏转,形成一些阴影。
(图片来源网络,侵删)
火焰的颜色:
1温度:不同温度的火焰也会有不同颜色,比如燃气灶的蓝色火焰温度比蜡烛之类的高,是蓝色的,蜡烛的火焰温度相对较低是橙色或黄白色的。
2物质:不同物质燃烧也会发出不同颜色的火焰,比如铜燃烧会发出绿色的光,锂燃烧发出红色的光,这是比较容易理解的宏观层面的说法。如果我们进一步探讨,就是因为燃烧时,不同物质的原子和分子吸收能量,电子被激发到更高的能级,当电子返回低能级时,就会发出特定波长的光,这就是电子辐射跃迁导致的,跟不同物质的电子特性有关系。
3同一个火焰的不同部分:火焰分为焰心、内焰、外焰,一般我们看到,有些火焰底部温度相对较低是蓝色,外部的燃烧温度相对较高,是橙色或者黄色。