Материя (физика)

Материята е веществото, от което е изградена всяка материя. Това означава обекти, които имат маса. По-конкретно, те трябва да имат маса на покой, която е форма на енергия, която материята притежава, дори когато не се движи (няма кинетична енергия), е изключително студена (няма топлинна енергия) и т.н. Материята е дума, която понякога се използва по различни начини в ежедневието, докато масата е точно определено понятие и величина поне във физиката. Те не са едно и също нещо, въпреки че са свързани.

Обикновената материя е съставена от малки частици, наречени атоми. Между атомите има пространства и те се движат или вибрират през цялото време. Частиците се движат по-бързо и се отдалечават една от друга, когато се нагряват, и обратното, когато се охлаждат.

Барионна материя

Почти цялата материя, с която се сблъскваме в ежедневието, е барионна материя. Тя включва атоми от всякакъв вид и им придава свойството маса. Небарионната материя, както се подразбира от името, е всякакъв вид материя, която не е съставена основно от бариони. Тя може да включва неутрино и свободни електрони, тъмна материя, като например суперсиметрични частици, аксиони и черни дупки.

Самото съществуване на барионите е важен въпрос в космологията. Предполага се, че Големият взрив е създал състояние с равни количества бариони и антибариони. Процесът, при който барионите са станали повече от своите античастици, се нарича бариогенеза.

Свойства на материята

Материята може да се възприема пряко чрез сетивата. Тя има свойства, които могат да бъдат измерени, като маса, обем, плътност, и качествени свойства, като вкус, мирис и цвят например.

Примери за материя

Всички физически тела във Вселената са изградени от материя: галактики, звезди и планети, скали, вода и въздух. Живите организми като растения, животни и хора също са съставени от материя.

Във физиката Вселената съдържа и неща, които не са материя, включително някои елементарни частици, които нямат маса в покой. Познат пример са фотоните (електромагнитно излъчване, например светлина).

Освен масата на покой, материята може да съдържа и други форми на енергия, които не са материя, но им позволяват да взаимодействат помежду си, като обменят кинетична енергия, топлина, светлина, звукови вълни и т.н.

Извън физическите науки може да има много други неща, които не са материя или енергия. Само за пример, могат да се изпитват емоции или да се раждат идеи.

Състав

Структурата и съставът на материята се изследват чрез раздробяването ѝ на все по-малки парчета. Следователно живите организми се състоят от клетки. Клетките са съставени от молекули, които представляват съвкупност от свързани помежду си атоми. Всеки атом от своя страна е съвкупност от елементарни частици.

Състояния на материята

Физиците също така класифицират материята в няколко широки категории, наречени състояния, с доста различни свойства:

Твърдите тела са материални обекти, съставени от молекули и атоми, които са толкова силно свързани помежду си, че запазват формата си дори при движение, въпреки че могат да се деформират при натоварване. Примери: скала, маса, нож, блок лед.
Течностите са количества материя, съставени от молекули и атоми, които са слабо свързани помежду си. Те нямат правилна форма. Съществуват два вида течности:

Течностите включват кондензирани форми на материята, подобно на твърдите тела, но при които връзките между съставящите ги елементи (молекули, атоми) им позволяват да се движат един спрямо друг, като същевременно продължават да се придържат заедно: те поддържат определена повърхност. Течностите приемат формата на приемниците, в които се намират. Примери: вода, масло, кръв, лава, безалкохолни напитки.
Газовете са количества вещество, при които връзките между съставящите ги елементи (молекули, атоми) са толкова слаби или хлабави, че те могат да се движат независимо един от друг. Газовете не проявяват подходяща повърхност, те са склонни да се разширяват, за да заемат целия наличен обем. Примери: въздух, водни пари, хелий.

Плазмата е съставена от йонизирана материя и представлява интерес най-вече за учените. Примери: йоносферата на Земята, короната на Слънцето. Частиците в плазмата са смес между течност и газ. Частиците са свободни да се движат като течност, а привличането им е слабо като при газ. Това състояние на материята не е напълно изяснено. Пример за плазма може да се намери в мълнията.
Кондензатът на Бозе-Айнщайн (BEC) е състояние на материята, състоящо се от разреден газ от бозони, охладени до температури, много близки до абсолютната нула (0 K или -273,15 °C).

Дадено количество вещество може да премине от едно състояние в друго в зависимост от температурата и налягането. На Земята водата може да съществува едновременно в три състояния: твърдо (лед), течно (езера, океани) и газообразно (пара).

Свързани страници

Въпроси и отговори

В: Какво представлява материята?

О: Материята е веществото, от което са направени всички материали. Тя се отнася до обектите, които имат маса и маса на покой, която е форма на енергия, независимо дали се движи или има топлинна енергия.

В: По какво материята се различава от масата?

О: Материята често се използва променливо в ежедневния език, докато масата е точно определено понятие и величина във физиката. Масата се отнася конкретно до количеството материя в даден обект.

В: Какво е маса на покой?

О: Масата на покой е форма на енергия, която материята притежава, дори когато не се движи или няма топлинна енергия.

В: От какво се състои обикновената материя?

О: Обикновената материя се състои от малки частици, наречени атоми, които се движат и вибрират непрекъснато.

В: Как се държат частиците на обикновената материя, когато се нагряват?

О: Когато се нагряват, частиците на обикновената материя се движат по-бързо и се отдалечават една от друга.

В: А как се държат, когато се охладят?

О: Когато се охлаждат, частиците на обикновената материя се движат по-бавно и по-близо една до друга.

В: Как се наричат пространствата между атомите в обикновената материя?

О: Пространствата между атомите в обикновената материя се наричат интерстициални пространства.