Olomuodot

Olomuodot ovat aineen erillisiä tiloja, joissa rakenne ja fysikaaliset ominaisuudet ovat vakaasti järjestäytyneitä. Ne määräytyvät vuorovaikutusten vahvuuden sekä lämpötilan ja paineen mukaan, ja aine voi siirtyä tilasta toiseen faasimuutoksella. Yleisimmät olomuodot ovat kiinteä, neste ja kaasu, mutta lisäksi aine voi esiintyä ionisoituneena plasmaksi sekä erikoistuneina tiloina kuten Bose-Einsteinin kondensaatio ja quark-gluon plasma.

Kiinteässä tilassa aine säilyttää sekä muodon että tilavuuden. Rakenne on säännöllinen, ja atomit tai molekyylit ovat kiinnittyneinä toisiinsa. Nesteellä on tilavuus, mutta muotoa voi muokata: se mukautuu säiliön muotoon. Kaasussa sekä muoto että tilavuus voivat muuttua; kaasumolekyylit liikkuvat vapaasti ja aine täyttää koko tilan.

Plasma on ionisoitunut tila, jossa atomien elektronit ovat irronneet ytimeen. Plasmaa esiintyy luonnossa tähtien sisuksissa ja meteoriittisissä ilmiöissä sekä teollisissa plasmaprosesseissa ja valaistuksessa. Plasmat ovat keskeisiä monissa teknologioissa, kuten neon- ja hälytysvaloissa sekä valomateriaaleissa.

Muita huomattavia olomuotoja ovat esimerkiksi ylikriittinen tila, jossa nesteen ja kaasun ero poistuu ja ominaisuudet muuttuvat jatkuvasti; sekä erikoistuneet tilat kuten Bose-Einsteinin kondensaatio ja superfluideiksi kutsuttuja tiloja. Lisäksi korkean energian olosuhteissa voi syntyä quark-gluon plasma.

Faasikaaviot kuvaavat olomuotojen vakausalueet lämpötilan ja paineen funktiona. Niillä nähdään esimerkiksi kolmipisteen, jossa kiinteä, neste ja kaasu voivat olla olemassa samalla kertaa, ja kriittisen pisteen yläpuolella esiintyvää ylikriittistä tilaa.