Materija (fizika)

Medžiaga yra medžiaga, iš kurios sudaryta visa medžiaga. Tai reiškia objektus, kurie turi masę. Tiksliau, jie turi turėti ramybės masę, kuri yra energijos forma, kurią materija turi net tada, kai ji nejuda (neturi kinetinės energijos), yra labai šalta (neturi šiluminės energijos) ir pan. Materija yra žodis, kuris kasdieniniame gyvenime kartais vartojamas įvairiai, o masė yra aiškiai apibrėžta sąvoka ir dydis, bent jau fizikoje. Tai ne tas pats, nors ir susiję dalykai.

Įprastinė materija sudaryta iš mažų dalelių, vadinamų atomais. Tarp atomų yra tarpai, ir jie nuolat juda arba vibruoja. Kaitinamos dalelės juda greičiau ir tolsta viena nuo kitos, o vėsinamos - atvirkščiai.

Barioninė medžiaga

Beveik visa materija, su kuria susiduriame kasdieniame gyvenime, yra barioninė materija. Tai bet kokios rūšies atomai, kuriems suteikiama masės savybė. Nebarioninė medžiaga, kaip rodo pavadinimas, yra bet kokia medžiaga, kuri nėra sudaryta daugiausia iš barionų. Tai gali būti neutrinai ir laisvieji elektronai, tamsioji medžiaga, pavyzdžiui, supersimetrinės dalelės, aksionai ir juodosios skylės.

Pats barionų egzistavimas yra svarbus kosmologijos klausimas. Daroma prielaida, kad Didžiojo sprogimo metu susidarė būsena, kurioje barionų ir antibarionų kiekis buvo vienodas. Procesas, kurio metu barionų atsirado daugiau nei jų antidalelių, vadinamas bariogeneze.

Medžiagos savybės

Materiją galima tiesiogiai patirti pojūčiais. Ji turi savybių, kurias galima išmatuoti, pavyzdžiui, masę, tūrį, tankį, ir kokybinių savybių, pavyzdžiui, skonį, kvapą ir spalvą.

Materijos pavyzdžiai

Visi fiziniai visatos kūnai yra sudaryti iš materijos: galaktikos, žvaigždės ir planetos, uolienos, vanduo ir oras. Gyvi organizmai, tokie kaip augalai, gyvūnai ir žmonės, taip pat sudaryti iš materijos.

Fizikoje visatoje taip pat yra dalykų, kurie nėra materija, įskaitant kai kurias elementariąsias daleles, neturinčias ramybės masės. Žinomas pavyzdys - fotonai (elektromagnetinė spinduliuotė, pvz., šviesa).

Be ramybės masės, materija gali turėti ir kitų energijos formų, kurios nėra materija, bet leidžia jai sąveikauti tarpusavyje keičiantis kinetine energija, šiluma, šviesa, garso bangomis ir t. t.

Už fizinių mokslų ribų gali būti daug kitų dalykų, kurie nėra materija ar energija. Pavyzdžiui, galima patirti emocijas arba turėti idėjų.

Sudėtis

Medžiagos struktūra ir sudėtis tiriama skaidant medžiagą į vis mažesnius gabalėlius. Taigi gyvi organizmai yra sudaryti iš ląstelių. Ląstelės sudarytos iš molekulių, kurios yra tarpusavyje sujungtų atomų rinkiniai. Kiekvienas atomas savo ruožtu yra elementariųjų dalelių rinkinys.

Medžiagos būsenos

Fizikai taip pat skirsto materiją į kelias plačias kategorijas, vadinamas būsenomis, kurių savybės gana skirtingos:

Kietieji kūnai yra materialūs objektai, sudaryti iš molekulių ir atomų, kurie yra taip stipriai tarpusavyje sujungti, kad net ir judėdami išlaiko savo formą, nors gali deformuotis veikiami streso. Pavyzdžiai: uola, stalas, peilis, ledo luitas.
Skysčiai - tai medžiagos kiekiai, sudaryti iš silpnai tarpusavyje susijungusių molekulių ir atomų. Jie neturi tinkamos formos. Yra dviejų rūšių skysčiai:

Skysčiai - tai kondensuotos medžiagos formos, panašios į kietąsias medžiagas, tačiau ryšiai tarp jas sudarančių elementų (molekulių, atomų) leidžia jiems judėti vieniems kitų atžvilgiu, tačiau kartu išlieka vientisi: jie išlaiko tam tikrą paviršių. Skysčiai įgauna recipientų, kuriuose jie yra, formą. Pavyzdžiai: vanduo, aliejus, kraujas, lava, gaivieji gėrimai.
Dujos - tai toks medžiagos kiekis, kurio elementų (molekulių, atomų) ryšiai yra tokie silpni arba silpni, kad jie gali judėti nepriklausomai vienas nuo kito. Dujos neturi tinkamo paviršiaus, jos linkusios plėstis, kad užimtų visą turimą tūrį. Pavyzdžiai: oras, vandens garai, helis.

Plazmą sudaro jonizuota medžiaga, ji dažniausiai domina mokslininkus. Pavyzdžiai: Žemės jonosfera, Saulės vainikas. Plazmos dalelės yra skysčio ir dujų mišinys. Dalelės gali laisvai judėti, kaip skystis, o trauka yra silpna, kaip dujų. Ši materijos būsena nėra iki galo suprasta. Plazmos pavyzdys yra žaibas.
Bozės-Einšteino kondensatas (BEC) - tai praskiestų bozonų dujų, atšaldytų iki temperatūros, labai artimos absoliučiam nuliui (0 K arba -273,15 °C), materijos būsena.

Tam tikras medžiagos kiekis gali pereiti iš vienos būsenos į kitą priklausomai nuo temperatūros ir slėgio. Žemėje vanduo vienu metu gali būti trijų būsenų: kietas (ledas), skystas (ežerai, vandenynai) ir dujinis (garai arba garai).

Susiję puslapiai

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra materija?

Atsakymas: Materija yra medžiaga, iš kurios sudaryta visa medžiaga. Ji reiškia objektus, turinčius masę ir ramybės masę, kuri yra energijos forma, nepriklausomai nuo to, ar ji juda, ar turi šiluminę energiją.

K: Kuo materija skiriasi nuo masės?

A: Kasdienėje kalboje materija dažnai vartojama įvairiai, o masė fizikoje yra tiksliai apibrėžta sąvoka ir dydis. Masė reiškia konkretų medžiagos kiekį konkrečiame objekte.

K: Kas yra ramybės masė?

A: Ramybės masė yra energijos forma, kurią materija turi net tada, kai ji nejuda arba neturi šiluminės energijos.

K: Iš ko sudaryta įprastinė materija?

A: Įprastinė materija sudaryta iš mažų dalelių, vadinamų atomais, kurie nuolat juda ir vibruoja.

K: Kaip paprastosios materijos dalelės elgiasi, kai yra kaitinamos?

Atsakymas: Kaitinamos paprastosios medžiagos dalelės juda greičiau ir tolsta viena nuo kitos.

K: O kaip jos elgiasi atvėsusios?

Atsakymas: Atvėsusios paprastosios medžiagos dalelės juda lėčiau ir arčiau viena kitos.

K: Kaip vadinami tarpai tarp paprastosios medžiagos atomų?

Atsakymas: Erdvės tarp paprastosios medžiagos atomų vadinamos tarpsluoksninėmis erdvėmis.