در سطح فیزیک دبیرستان ماده دارای 3 حالت جامد، مایع و گاز است. در حالت جامد پیوند بین مولکول ها بسیار قوی بوده و مولکول ها به یکدیگر نزدیک اند، در حالت مایع پیوند ها کمی سست شده و آزادی مولکول ها برای حرکت بیشتر است و سرانجام در حالت گازی پیوند خاصی بین مولکول ها برقرار نبوده و به راحتی می توانند در هر جهتی بدون اینکه چیزی مانع آنها شود حرکت کنند.

همین موضوع را در حیطه آزمایش بررسی خواهیم کرد. در واقع آزمایش اول می خواهد ماده ای به عنوان مثال آب را در حالت جامد(یخ) در نظر گرفته و شروع کنیم به گرم کردن آن، خواهیم دید پیوند بین مولکول ها سست شده و حالت مایع پدید می آید (البته نکته ای وجود دارد: حجم یخ از آب مایع بیشتر است لذا در تغییر فاز، حجم مایع کمتر از حالت جامد خواهد بود.) و با ادامه گرما حالت گازی(بخار آب) را خواهیم دید.

دقت کرده اید اگر فشار هوای موجود روی آب کاهش یابد، دمای نقطه جوش آب کاهش یافته و دمای نقطه ذوب افزایش می یابد. به عنوان مثال آب در 90 درجه به جوش آمده و یخ در 5درجه سلسیوس ذوب می شود.

حال اگر فشار هوای موجود روی آب را افزایش دهیم چطور؟

برای پاسخ به این پرسش وارد آزمایش دوم شوید و عوامل موثر بر تغییر فاز را مطالعه کنید. حجم، دما و تعداد مولکول های ماده را تغییر داده و تاثیر هر یک را بر تغییر فاز بررسی کنید.

در گام آخر سراغ نوسانات مولکولی خواهیم رفت، 2 مولکول(اتم) به واسطه پیوند بین خود نوسان کرده و حرکت های رفت و برگشتی انجام می دهند به نوعی که انگار فنری بین این دو وجود دارد. در واقع همین فنر فرضی را می خواهیم بررسی کنیم، 2 مولکول(اتم) مانند اتم های آرگون به واسطه نیروی واندروالس به یکدیگر نزدیک شده اما به دلیل نزدیکی بیش از حد الکترون ها و همچنین پروتونِ 2 اتم به یکدیگر باعث دافعه کولنی می شود. پس یکبار جذب شده و در فاصله نزدیک طبق اصل طرد پائولی از یکدیگر دور می شوند که در واقع این رفت و برگشت دائما رخ می دهد، بنابراین یک فنر فرضی برای پیوند بین 2 اتم یا مولکول در نظر می گیریم.

در آزمایش سوم نوسانات آرگون و نئون وجود دارد، حالت سومی را که جاذبه قابل تنظیم است را انجام دهید، ابعاد اتم ها را کوچک کرده و عمق چاه را افزایش دهید. چه اتفاقی خواهد افتاد؟ مشاهدات خود را برای ما ارسال کنید.