Wyjaśniamy, czym jest materia w fizyce i jakie są jej cechy. Ponadto przedstawia stany i jego strukturę.
Czym jest materia (fizyka)?
Zgodnie z podejściem fizyczny, materia odnosi się do każdego podmiotu obdarzonego masa własne i zdolne do zajmowania przestrzeń w pewnym momencie. Wszystkie obiekty fizyczne są zrobione z materii, od samochodu do atom i cząstki żywiołaki, które go tworzą.
Pojęcie materii w dziedzinie fizyki było definiowane i redefiniowane na przestrzeni wieków, od czasów starożytnych (kiedy pojawiło się pojęcie atomów), po czasy Izaaka Newtona, a później Alberta Einsteina. Odkrycie materii subatomowej i inauguracja fizyki cząstek elementarnych było najbardziej rewolucyjnym wydarzeniem w dziedzinie myślenia o materii.
Zatem początkowa definicja materii, którą podaliśmy, była wystarczająca dla klasycznych działów fizyki, ale jest problematyczna w dziedzinie nauki. mechanika kwantowa, gdzie pojęcia „masy” i „przestrzeni” są znacznie bardziej skomplikowane.
Charakterystyka materii w fizyce
Materia ma pewne specyficzne właściwości, takie jak masa i Tomczyli sprawa zajmuje a region określone w czasoprzestrzeni. Oznacza to, że materia ma mierzalne właściwości, takie jak proporcje (długość, szerokość, wysokość), the gęstość, ten waga, twardość, płynność, plastyczność i wiele innych. Znać materię to dokładnie rozumieć jej właściwości fizyczne, radykalnie różne od właściwości, na przykład, Energia.
Z drugiej strony materia musi znajdować się w jednym ze znanych stanów lub faz, zgodnie z rozkładem, grupowaniem i właściwościami jej cząstki. W ten sposób materia jest prezentowana w stanie solidny, płyn Y gazowy, chociaż również w pewnych ekstremalnych warunkach ciśnienia i temperatury można go znaleźć w stanie plazmatyczny (gaz zjonizowany). Istnieją inne, bardziej złożone stany materii, które są badane w zaawansowanych dziedzinach fizyki i które są niestabilne.
Oprócz materii istnieje antymateria, co można rozumieć jako materię złożoną z antycząstek. Na każdą istniejącą cząstkę elementarną istnieje inna identyczna, ale z ładunek elektryczny przeciwnie, co powoduje anihilację obu podczas interakcji.
Stany materiału
Według fizyki istnieją trzy główne stany materii: stały, ciekły i gazowy, choć istnieją również inne, rzadziej występujące stany, takie jak plazma czy kondensaty fermionowe, odtwarzalne tylko w laboratorium. Każdy stan fizyczny ma inne cechy, które mają wiele wspólnego z rozmieszczeniem cząstek badanego układu w przestrzeni i posiadaną przez nie energią.
- Solidny. Cząsteczki materii stałej są bardzo, bardzo blisko siebie i są ofiarą bardzo silnych sił przyciągania. Dlatego zachowują się jak jedno ciało, z dużą spójnością, gęstość i stały kształt. Wykazują odporność na rozdrobnienie i mają niską lub żadną płynność: nie można ich sprasować, a gdy zostaną rozbite lub rozdrobnione, otrzymuje się z nich inne ciała stałe o mniejszych rozmiarach.
- Płyny. Cząsteczki płynnej materii są utrzymywane razem przez siły przyciągania, znacznie słabsze i mniej uporządkowane niż w ciałach stałych. Z tego powodu płynom brakuje stałej i stabilnej formy, a także kohezji i wytrzymałość, dzięki czemu uzyskują kształt pojemnika, który je zawiera. Charakteryzują się dużą płynnością (można je wkładać w małe przestrzenie) i napięciem powierzchniowym, które sprawia, że przylegają do powierzchni, nie są bardzo ściśliwe i z wyjątkiem WodaMają tendencję do kurczenia się pod wpływem zimna.
- Gazy. Cząsteczki materii gazowej są w takim stanie rozproszenia i odległości, że ledwo udaje im się całkowicie utrzymać razem: siła przyciągania między nimi jest słaba, co powoduje stan nieporządku między nimi. Nie zbierając się razem i tworząc masywną, zwartą bryłę, powaga nie ma to na nich znaczącego wpływu. Zajmują znacznie większą objętość niż ciecze i ciała stałe, ponieważ mają tendencję do rozszerzania się, aż zajmą całą przestrzeń który je zawiera. Brakuje im stałego kształtu i objętości, a czasami są bezbarwne i/lub bezwonne.
Materia może być przekształcana z jednego stanu w inny, po prostu zmieniając warunki temperatura Y Ciśnienie do którego jesteś. Jednak jego właściwości chemiczne pozostaną takie same.
Struktura materii
Cała znana materia składa się z mikroskopijnych jednostek zwanych atomami utworzonymi z kolei przez trzy cząstki subatomowe:
- Elektrony. Wyposażone w ładunek ujemny i małe rozmiary, cząstki te krążą wokół jądra atomu w zestawie trajektorii zwanych orbitalami, z większą lub mniejszą ilością Energia w zależności od jego bliskości lub odległości od jądra.
- protony. Obdarzone ładunkiem dodatnim i większym znajdują się w jądrze atomu i stanowią główną część jego masy i wagi.
- Neutrony. Bez ładunku elektrycznego znajdują się w jądrze atomu wraz z protonami, zapewniając atomowi masę i wagę, chociaż nie wpływają na jego elektromagnetyzm.
W zależności od liczby elektronów, protonów i neutronów, które ma atom, będzie on tworzył pierwiastki chemiczne znane i skategoryzowane w układzie okresowym. Na przykład najprostszym istniejącym atomem jest wodór, który ma tylko jeden elektron i jeden proton.