Материя

Материя - это вещество, из которого состоит все материальное. Это означает, что объекты обладают массой. Точнее, они должны иметь массу покоя, которая является формой энергии, которой обладает материя, даже когда она не движется (не имеет кинетической энергии), чрезвычайно холодна (не имеет тепловой энергии) и т. д. Материя - это слово, которое иногда используется по-разному в повседневной жизни, в то время как масса - это четко определенное понятие и величина, по крайней мере, в физике. Это не одно и то же, хотя они и связаны.

Обычная материя состоит из крошечных частиц, называемых атомами. Между атомами есть промежутки, и они постоянно движутся или вибрируют. При нагревании частицы движутся быстрее и отдаляются друг от друга, а при охлаждении - наоборот.

Барионная материя

Почти вся материя, с которой можно столкнуться в повседневной жизни, является барионной материей. Она включает в себя атомы любого вида и наделяет их свойством массы. Небарионная материя, как следует из названия, - это любая материя, которая не состоит в основном из барионов. Сюда можно отнести нейтрино и свободные электроны, темную материю, такую как суперсимметричные частицы, аксионы и черные дыры.

Само существование барионов является важным вопросом в космологии. Предполагается, что в результате Большого взрыва возникло состояние с равным количеством барионов и антибарионов. Процесс, в результате которого барионов стало больше, чем их античастиц, называется бариогенезом.

Свойства материи

Материю можно непосредственно ощутить с помощью органов чувств. Она обладает свойствами, которые можно измерить, такими как масса, объем, плотность, и качественными свойствами, такими как вкус, запах и цвет, например.

Примеры материи

Все физические тела во Вселенной состоят из материи: галактики, звезды и планеты, камни, вода и воздух. Живые организмы, такие как растения, животные и люди, также состоят из материи.

В физике Вселенная также содержит то, что не является материей, включая некоторые элементарные частицы, которые не имеют массы покоя. Фотоны (электромагнитное излучение, например, свет) являются знакомым примером.

В дополнение к своей массе покоя материя может содержать другие формы энергии, которые не являются материей, но позволяют им взаимодействовать друг с другом, обмениваясь кинетической энергией, теплом, светом, звуковыми волнами и т.д.

За пределами физических наук может существовать множество других вещей, которые не являются материей или энергией. Например, можно испытывать эмоции или иметь идеи.

Состав

Структура и состав материи исследуются путем разбиения материи на все более мелкие части. Следовательно, живые организмы состоят из клеток. Клетки состоят из молекул, которые представляют собой наборы атомов, соединенных вместе. Каждый атом, в свою очередь, представляет собой совокупность элементарных частиц.

Состояния вещества

Физики также классифицируют материю на несколько широких категорий, называемых состояниями, с совершенно разными свойствами:

Твердые тела - это материальные объекты, состоящие из молекул и атомов, настолько прочно связанных между собой, что они сохраняют свою форму даже при перемещении, хотя могут деформироваться под воздействием напряжения. Примеры: камень, стол, нож, глыба льда.
Жидкости - это объемы материи, состоящие из молекул и атомов, слабо связанных между собой. Они не имеют правильной формы. Существует два типа жидкостей:

Жидкости включают в себя конденсированные формы материи, как и твердые тела, но в которых связи между составляющими элементами (молекулами, атомами) позволяют им перемещаться относительно друг друга, продолжая при этом держаться вместе в объеме: они сохраняют определенную поверхность. Жидкости принимают форму реципиентов, в которых они находятся. Примеры: вода, масло, кровь, лава, безалкогольные напитки.
Газы - это объемы материи, в которых связи между составляющими элементами (молекулами, атомами) настолько рыхлые или слабые, что они могут двигаться независимо друг от друга. Газы не имеют собственной поверхности, они стремятся расшириться и занять весь доступный объем. Примеры: воздух, водяной пар, гелий.

Плазмы состоят из ионизированной материи, они представляют интерес в основном для ученых. Примеры: ионосфера Земли, корона Солнца. Частицы в плазме представляют собой смесь между жидкостью и газом. Частицы свободно перемещаются, как в жидкости, а притяжение слабое, как в газе. Это состояние материи до конца не изучено. Примером плазмы может служить молния.
Конденсат Бозе-Эйнштейна (КЭБ) - это состояние материи, состоящее из разбавленного газа бозонов, охлажденного до температуры, очень близкой к абсолютному нулю (0 K или -273,15 °C).

Определенное количество вещества может переходить из одного состояния в другое в зависимости от температуры и давления. На Земле вода может существовать одновременно в трех состояниях: твердом (лед), жидком (озера, океаны) и газообразном (пар или пар).

Вопросы и ответы

В: Что такое материя?

О: Материя - это вещество, из которого состоит все материальное. Она относится к объектам, имеющим массу и массу покоя, которая является формой энергии, независимо от того, движется она или обладает тепловой энергией.

В: Чем материя отличается от массы?

О: В повседневном языке понятие "материя" часто употребляется в различных значениях, в то время как "масса" - это точно определенное понятие и величина в физике. Масса относится конкретно к количеству вещества в конкретном объекте.

В: Что такое масса покоя?

О: Масса покоя - это форма энергии, которой обладает материя, даже когда она не движется или не обладает тепловой энергией.

В: Из чего состоит обычная материя?

О: Обычная материя состоит из крошечных частиц, называемых атомами, которые постоянно движутся и вибрируют.

В: Как ведут себя частицы обычной материи при нагревании?

О: При нагревании частицы обычной материи движутся быстрее и отдаляются друг от друга.

В: А как они ведут себя при охлаждении?

О: При охлаждении частицы обычной материи движутся медленнее и ближе друг к другу.

В: Как называются промежутки между атомами в обычной материи?

О: Пространства между атомами в обычной материи называются межатомными пространствами.