Mes paaiškiname, kas yra materija fizikoje ir kokios jos savybės. Be to, jame pateikiamos būsenos ir jos struktūra.
Kas yra materija (fizika)?
Pagal požiūrį į fizinis, materija reiškia bet kurį subjektą, kuriam suteikta masė nuosavas ir galintis užimti a erdvė tam tikru momentu. Visi fiziniai objektai yra pagaminti iš materijos, nuo automobilio iki a atomas ir dalelės jį sudarantys elementai.
Fizikos srityje materijos sąvoka buvo apibrėžta ir iš naujo apibrėžta šimtmečius, nuo seniausių laikų (kai atsirado atomų sąvoka), iki Izaoko Niutono ir vėliau Alberto Einšteino laikų. Subatominės materijos atradimas ir dalelių fizikos pradžia buvo revoliucingiausias įvykis šioje srityje, kai kalbama apie materiją.
Todėl mūsų pateiktas pradinis materijos apibrėžimas buvo pakankamas klasikinėms fizikos šakoms, tačiau jis yra problemiškas mokslo srityje. Kvantinė mechanika, kur „masės“ ir „erdvės“ sąvokos yra daug sudėtingesnės.
Medžiagos charakteristikos fizikoje
Medžiaga turi tam tikrų specifinių savybių, tokių kaip masė ir apimtis, tai yra, materija užima a regione nustatomas erdvėlaikyje. Tai reiškia, kad medžiaga turi išmatuojamų savybių, tokių kaip proporcijas (ilgio, plotis, aukštis), tankis, svorio, kietumas, sklandumas, plastiškumas ir daugelis kitų. Pažinti materiją reiškia tiksliai suprasti jos fizines savybes, kurios kardinaliai skiriasi nuo, pavyzdžiui, materijos savybių Energija.
Kita vertus, medžiaga turi būti vienoje iš žinomų būsenų arba fazių, atsižvelgiant į jos pasiskirstymą, grupavimą ir savybes. dalelės. Taigi materija pateikiama valstybėje kietas, skystis Y dujinis, nors taip pat esant tam tikroms ekstremalioms slėgio ir temperatūros sąlygoms, jį galima rasti būsenoje plazminis (jonizuotos dujos). Yra ir kitų sudėtingesnių materijos būsenų, kurios tiriamos pažangiose fizikos srityse ir kurios yra nestabilios.
Be materijos, yra antimedžiaga, kurią galima suprasti kaip medžiagą, sudarytą iš antidalelių. Kiekvienai elementariai dalelei, kuri egzistuoja, yra kita identiška, bet su elektros krūvis priešingai, o tai sukelia abiejų susinaikinimą sąveikaujant.
Medžiagos būsenos
Pagal fiziką yra trys pagrindinės medžiagos būsenos: kieta, skysta ir dujinė, nors yra ir kitų rečiau pasitaikančių būsenų, tokių kaip plazma ar fermioniniai kondensatai, atkuriami tik laboratorijoje. Kiekviena fizinė būsena turi skirtingas charakteristikas, kurios labai priklauso nuo to, kaip tiriamos sistemos dalelės yra išsidėsčiusios erdvėje ir jų turima energija.
- Tvirtas. Kietosios medžiagos dalelės yra labai, labai arti viena kitos, yra labai stiprių traukos jėgų grobis. Todėl jie elgiasi kaip vienas kūnas, labai glaudžiai, tankis ir pastovi forma. Jie yra atsparūs skilimui ir yra menkai arba visai nejudrūs: jų negalima suspausti, o sulaužius ar suskaidžius iš jų gaunamos kitos mažesnės kietosios medžiagos.
- Skysčiai. Skystos medžiagos daleles kartu laiko patrauklios jėgos, daug silpnesnės ir mažiau tvarkingos nei kietųjų dalelių. Dėl šios priežasties skysčiams trūksta fiksuotos ir stabilios formos, taip pat sanglaudos ir ištvermė, todėl jie įgauna konteinerio, kuriame jie yra, formą. Jie pasižymi dideliu sklandumu (gali būti įterpiami į mažas erdves) ir paviršiaus įtempimą, dėl kurio jie prilimpa prie paviršių, jie nėra labai suspaudžiami ir, išskyrus VanduoJie linkę susitraukti esant šalčiui.
- Dujos. Dujinės medžiagos dalelės yra tokioje išsisklaidymo ir atstumo būsenoje, kad vargu ar sugeba visiškai išsilaikyti: traukos jėga tarp jų yra silpna, todėl tarp jų atsiranda netvarka. Nepavykus susijungti ir suformuoti masyvų kompaktišką korpusą, gravitacija tai neturi jiems pastebimo poveikio. Jie užima daug didesnį tūrį nei skysčiai ir kietos medžiagos, nes linkę plėstis, kol užima visą erdvė kuriame jų yra. Jie neturi fiksuotos formos ir tūrio, kartais yra bespalviai ir (arba) bekvapiai.
Medžiaga gali virsti iš vienos būsenos į kitą, tiesiog pakeitus sąlygas temperatūros Y Slėgis kuriai tu esi. Tačiau jo cheminės savybės išliks tokios pačios.
Materijos struktūra
Visa žinoma medžiaga susideda iš mikroskopinių vienetų, vadinamų atomais, kuriuos savo ruožtu sudaro trys subatominės dalelės:
- Elektronai. Šios dalelės, turinčios neigiamą krūvį ir mažo dydžio, skrieja aplink atomo branduolį trajektorijų, vadinamų orbitomis, rinkiniu, su didesniu ar mažesniu kiekiu Energija pagal jo artumą arba atstumą nuo branduolio.
- Protonai. Teigiamą krūvį turintys ir didesni, jie yra atomo branduolyje ir sudaro pagrindinę jo masės ir svorio dalį.
- Neutronai. Be jokio elektrinio krūvio jie randami atomo branduolyje kartu su protonais, suteikia atomui masę ir svorį, nors ir neturi įtakos jo elektromagnetizmas.
Priklausomai nuo elektronų, protonų ir neutronų skaičiaus, kurį turi atomas, jis sudarys cheminiai elementai žinomi ir suskirstyti į periodinę lentelę. Pavyzdžiui, paprasčiausias egzistuojantis atomas yra vandenilis, turintis tik vieną elektroną ir vieną protoną.