Материя имеет много определений, но наиболее распространенным является то, что это любая субстанция, которая имеет масса и занимает пространство. Все физические объекты состоят из материи в форме атомыкоторые в свою очередь состоят из протонов, нейтронов и электронов.
Идея о том, что материя состоит из строительных блоков или частиц, возникла у греческих философов Демокрита (470–380 до н.э.) и Левкипа (490 до н.э.).
Примеры материи (и что не важно)
Материя построена из атомов. Самый основной атом, изотоп водорода известный как протий, это один протон. Таким образом, хотя некоторые ученые не всегда считают субатомные частицы формой материи, можно считать, что Protium является исключением. Некоторые люди считают электроны и нейтроны также формами материи. В противном случае любое вещество, состоящее из атомов, состоит из материи. Примеры включают в себя:
- Атомы (водород, гелий, калифорний, уран)
- Молекулы (вода, озон, газообразный азот, сахароза)
- Ионы (Ca2+, ТАК42-)
- Полимеры и макромолекулы (целлюлоза, хитин, белки, ДНК)
- Смеси (масло и вода, соль и песок, воздух)
- Комплексные Формы (кресло, планета, шарик)
Хотя протоны, нейтроны и электроны являются строительными блоками атомов, сами эти частицы основаны на фермионах. Кварки и лептоны, как правило, не считаются формами материи, хотя они соответствуют определению термина. На большинстве уровней проще всего утверждать, что материя состоит из атомов.
Антивещество все еще материя, хотя частицы уничтожают обычную материю, когда они контактируют друг с другом. Антиматерия естественным образом существует на Земле, хотя и в крайне небольших количествах.
Тогда есть вещи, которые либо не имеют массы, либо, по крайней мере, не имеют масса покоя. Вещи, которые не имеют значения, включают в себя:
- Светлый
- Звук
- Высокая температура
- мысли
- Мечты
- Эмоции
Фотоны не имеют массы, поэтому они являются примером чего-то в физике, что не состоит из материи. Они также не считаются «объектами» в традиционном смысле, поскольку они не могут существовать в стационарном состоянии.
Фазы Материи
Материя может существовать в разных фазах: твердой, жидкой, газовой или плазменной. Большинство веществ могут переходить между этими фазами в зависимости от количества тепла, которое материал поглощает (или теряет). Существуют дополнительные состояния или фазы вещества, включая бозе-эйнштейновские конденсаты, фермионные конденсаты и кварк-глюонную плазму.
Материя против массы
Обратите внимание, что в то время как иметь значение имеет массу, а массивные объекты содержат материю, эти два термина не являются точно синонимами, по крайней мере, в физике. Материя не сохраняется, а масса сохраняется в замкнутых системах. Согласно теории специальной теории относительности, вещество в замкнутой системе может исчезнуть. С другой стороны, масса, возможно, никогда не была создана или разрушена, хотя она может быть преобразована в энергию. Сумма массы и энергии остается постоянной в замкнутой системе.
В физике один из способов отличить массу от вещества - определить вещество как вещество, состоящее из частиц, которые обладают массой покоя. Тем не менее, в физике и химии материя проявляет двойственность волн и частиц, поэтому она обладает свойствами как волн, так и частиц.