ما هو تعريف "المادة" في الفيزياء؟

تحتوي المادة على العديد من التعريفات ، ولكن الأكثر شيوعًا هو أن أي مادة لها كتلة وتحتل مساحة. تتكون جميع الأشياء المادية من المادة ، في شكل ذراتوالتي تتكون بدورها من بروتونات ونيوترونات وإلكترونات.

تتكون الفكرة من المادة من لبنات أو جسيمات نشأت مع الفلاسفة اليونانيين ديموقريطس (470-380 قبل الميلاد) وليوكيبوس (490 قبل الميلاد).

المادة مبنية من الذرات. الذرات الأساسية هي نظير الهيدروجين يعرف بالبروتينيومهو بروتون واحد. لذا ، على الرغم من أن الجسيمات دون الذرية لا تعتبر دائمًا أشكالًا للمادة من قبل بعض العلماء ، يمكنك اعتبار بروتيوم الاستثناء. يعتبر بعض الناس أن الإلكترونات والنيوترونات هي أيضًا أشكال للمادة. خلاف ذلك ، فإن أي مادة تتكون من الذرات تتكون من مادة. الامثله تشمل:

• الذرات (هيدروجين ، هيليوم ، كاليفورنيوم ، يورانيوم)
• الجزيئات (الماء ، الأوزون ، غاز النيتروجين ، السكروز)
• الأيونات (كاليفورنيا²⁺، وبالتالي₄^2-)
• البوليمرات والجزيئات الكبيرة (السليلوز والكيتين والبروتينات والحمض النووي)
• مخاليط (الزيت والماء والملح والرمل والهواء)
• أشكال معقدة (كرسي ، كوكب ، كرة)

في حين أن البروتونات والنيوترونات والإلكترونات هي لبنات بناء الذرات ، فإن هذه الجسيمات تعتمد على الفرميونات. لا تعتبر الكواركات واللبتونات عادة أشكالًا للمادة ، على الرغم من أنها تناسب تعريفات معينة للمصطلح. في معظم المستويات ، من الأسهل أن نقول ببساطة أن المادة تتكون من ذرات.

لا تزال المادة المضادة ، على الرغم من أن الجسيمات تبيد المادة العادية عندما تتواصل مع بعضها البعض. توجد المادة المضادة بشكل طبيعي على الأرض ، على الرغم من أنها بكميات صغيرة للغاية.

ثم ، هناك أشياء إما ليس لها كتلة أو على الأقل ليس لها كتلة الراحة. تشمل الأشياء غير المهمة ما يلي:

• ضوء
• صوت
• الحرارة
• أفكار
• أحلام
• العواطف

الفوتونات ليس لديهم كتلة ، لذلك هم مثال على شيء ما في الفيزياء ليس تتألف من المادة. كما أنها لا تعتبر "أشياء" بالمعنى التقليدي ، لأنها لا يمكن أن توجد في حالة ثابتة.

يمكن أن توجد المادة في مراحل مختلفة: صلبة أو سائلة أو غازية أو بلازما. يمكن لمعظم المواد الانتقال بين هذه المراحل بناءً على كمية الحرارة التي تمتصها المادة (أو تخسرها). هناك حالات أو أطوار إضافية للمادة ، بما في ذلك مكثفات Bose-Einstein ، والمكثفات الفيرميونية ، وبلازما الكوارك جلون.

لاحظ أنه بينما شيء لها كتلة ، والأجسام الضخمة تحتوي على مادة ، المصطلحان ليسا مترادفين تمامًا ، على الأقل في الفيزياء. لا يتم حفظ المادة ، بينما يتم حفظ الكتلة في أنظمة مغلقة. وفقًا لنظرية النسبية الخاصة ، قد تختفي المادة في نظام مغلق. من ناحية أخرى ، ربما لم يتم إنشاء الكتلة أو تدميرها أبدًا ، على الرغم من أنه يمكن تحويلها إلى طاقة. مجموع الكتلة والطاقة لا يزال ثابتًا في نظام مغلق.

في الفيزياء ، تتمثل إحدى الطرق للتمييز بين الكتلة والمادة في تعريف المادة على أنها مادة تتكون من جزيئات تُظهر كتلة بقية. ومع ذلك ، في الفيزياء والكيمياء ، تُظهر المادة ازدواجية جسيمات الموجة ، لذا فهي تتمتع بخصائص لكل من الموجات والجسيمات.