2006/7/28

玻璃是什麼?

玻璃被稱為『過冷液體』,究竟是什麼意思呢?
這需要定義物質三態(固、液、氣),是由分子結構的排列來區分的?還是由分子之間的作用力區分的?還是...?

依據〈愛因斯坦這麼說〉的說法,玻璃是固體,不是什麼『超冷液體』。
有這矛盾是因為在討論固體時,總是拿有固定結構的物質﹣例如石英﹣當模型。而玻璃內部的原子並沒有固定排列方式,是隨意排列,且無明顯的固-液相變,因此被錯當成『黏滯性很高的液體』。
對於玻璃更適當的稱法是『非晶質amorphous』或『非晶質固體』。晶體是指分子的排列是有序的,但固體只要符合『分子間相對位置不變』的條件即可。

回到原點,固體是什麼?液體是什麼?其實物質不只三態,玻璃在生活的經驗上被歸為固體,但用科學,分子微觀的觀點去分析時,如何建立系統模型就很重要了。

如果你是國中老師,用的區分模型是:有無固定形狀、容器是否可塑。那玻璃就是固體。
如果是高中老師,用分子觀點解釋,玻璃還是固態
如果是大專院校教師,用相變區分,玻璃就變成?

提各想法
If 玻璃真的是流動的很緩慢的液體
and
一塊方形的玻璃和石英,放在無重力的環境,時間夠久,不考慮擴散、蒸發
then 玻璃變成球狀,石英還是方的嗎?