Εξηγούμε τι είναι η ύλη στη φυσική και ποια είναι τα χαρακτηριστικά της. Επιπλέον, οι καταστάσεις που παρουσιάζει και η δομή του.
Τι είναι η ύλη (φυσική);
Σύμφωνα με την προσέγγιση του φυσικός, η ύλη αναφέρεται σε οποιαδήποτε οντότητα έχει προικιστεί μάζα δικός και ικανός να καταλάβει α χώρος σε μια ορισμένη στιγμή. Όλα τα φυσικά αντικείμενα αποτελούνται από ύλη, από αυτοκίνητο έως α άτομο και το σωματίδια στοιχειώδη που το συνθέτουν.
Η έννοια της ύλης στο πεδίο της φυσικής ορίστηκε και επαναπροσδιορίστηκε με την πάροδο των αιώνων, από την αρχαιότητα (όταν εμφανίστηκε η έννοια των ατόμων), μέχρι την εποχή του Ισαάκ Νεύτωνα και αργότερα του Άλμπερτ Αϊνστάιν. Η ανακάλυψη της υποατομικής ύλης και τα εγκαίνια της σωματιδιακής φυσικής ήταν το πιο επαναστατικό γεγονός στον τομέα όσον αφορά τη σκέψη για την ύλη.
Επομένως, ο αρχικός ορισμός της ύλης που δώσαμε ήταν επαρκής για τους κλασικούς κλάδους της φυσικής, αλλά είναι προβληματικός στο πεδίο της επιστήμης. κβαντική μηχανική, όπου οι έννοιες «μάζα» και «χώρος» είναι πολύ πιο περίπλοκες.
Χαρακτηριστικά της ύλης στη φυσική
Η ύλη έχει ορισμένες συγκεκριμένες ιδιότητες, όπως μάζα και Ενταση ΗΧΟΥ, δηλαδή η ύλη καταλαμβάνει α περιοχή καθορίζεται στο χωροχρόνο. Αυτό σημαίνει ότι η ύλη έχει μετρήσιμες ιδιότητες, όπως η αναλογίες (μήκος, πλάτος, ύψος), το πυκνότητα, ο βάρος, σκληρότητα, ρευστότητα, ελατότητα, μεταξύ πολλών άλλων. Το να γνωρίζεις την ύλη σημαίνει να κατανοείς επακριβώς τις φυσικές της ιδιότητες, ριζικά διαφορετικές από αυτές, για παράδειγμα, του Ενέργεια.
Από την άλλη πλευρά, η ύλη πρέπει να βρίσκεται σε μία από τις γνωστές καταστάσεις ή φάσεις, σύμφωνα με την κατανομή, την ομαδοποίηση και τις ιδιότητες της σωματίδια. Έτσι, η ύλη παρουσιάζεται στην κατάσταση στερεός, υγρό Υ αεριώδης, αν και επίσης, κάτω από ορισμένες ακραίες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας, μπορεί να βρεθεί σε κατάσταση πλασματικός (ιονισμένο αέριο). Υπάρχουν άλλες πιο πολύπλοκες καταστάσεις της ύλης που μελετώνται σε προηγμένα πεδία της φυσικής και που είναι ασταθείς.
Εκτός από την ύλη, υπάρχει το αντιύλη, το οποίο μπορεί να γίνει κατανοητό ως ύλη που αποτελείται από αντισωματίδια. Για κάθε στοιχειώδες σωματίδιο που υπάρχει, υπάρχει ένα άλλο πανομοιότυπο αλλά με ηλεκτρικό φορτίο αντίθετα, που προκαλεί τον αφανισμό και των δύο όταν αλληλεπιδρούν.
καταστάσεις του υλικού
Υπάρχουν τρεις κύριες καταστάσεις της ύλης, σύμφωνα με τη φυσική: στερεή, υγρή και αέρια, αν και υπάρχουν και άλλες λιγότερο συχνές καταστάσεις, όπως το πλάσμα ή τα φερμιονικά συμπυκνώματα, που μπορούν να αναπαραχθούν μόνο στο εργαστήριο. Κάθε φυσική κατάσταση έχει διαφορετικά χαρακτηριστικά που έχουν να κάνουν πολύ με το πώς τα σωματίδια του υπό μελέτη συστήματος είναι διατεταγμένα στο χώρο και την ενέργεια που έχουν.
- Στερεός. Τα σωματίδια της στερεάς ύλης είναι πολύ, πολύ κοντά μεταξύ τους, λεία πολύ ισχυρών ελκτικών δυνάμεων. Ως εκ τούτου, συμπεριφέρονται ως ενιαίο σώμα, με μεγάλη συνοχή, πυκνότητα και σταθερό σχήμα. Παρουσιάζουν αντοχή στον θρυμματισμό και έχουν χαμηλή ή καθόλου ρευστότητα: δεν μπορούν να συμπιεστούν και, όταν σπάσουν ή θρυμματιστούν, λαμβάνονται άλλα στερεά μικρότερου μεγέθους από αυτά.
- Υγρά. Τα σωματίδια της υγρής ύλης συγκρατούνται μεταξύ τους με ελκτικές δυνάμεις, πολύ πιο αδύναμες και λιγότερο διατεταγμένες από εκείνες των στερεών. Για το λόγο αυτό, τα υγρά στερούνται σταθερής και σταθερής μορφής, καθώς και συνοχής και αντοχή, οπότε αποκτούν το σχήμα του δοχείου που τα περιέχει. Έχουν μεγάλη ρευστότητα (μπορούν να εισαχθούν σε μικρούς χώρους) και επιφανειακή τάση που τα κάνει να προσκολλώνται στις επιφάνειες, δεν είναι πολύ συμπιεστά και, με εξαίρεση τα ΝερόΤείνουν να συστέλλονται παρουσία κρύου.
- Αέρια. Τα σωματίδια της αέριας ύλης βρίσκονται σε τέτοια κατάσταση διασποράς και απόστασης που δύσκολα καταφέρνουν να μείνουν μαζί εντελώς: η δύναμη έλξης μεταξύ τους είναι ασθενής, γεγονός που προκαλεί μια κατάσταση αταξίας μεταξύ τους. Αποτυγχάνοντας να ενωθούν και να σχηματίσουν ένα τεράστιο συμπαγές σώμα, το βαρύτητα δεν έχει καμία αξιόλογη επίδραση πάνω τους. Καταλαμβάνουν πολύ μεγαλύτερο όγκο από τα υγρά και τα στερεά, καθώς τείνουν να διαστέλλονται μέχρι να καταλάβουν ολόκληρο το χώρος που τα περιέχει. Δεν έχουν σταθερό σχήμα και όγκο και μερικές φορές είναι άχρωμες ή/και άοσμες.
Η ύλη μπορεί να μετατραπεί από τη μια κατάσταση στην άλλη, απλώς αλλάζοντας τις συνθήκες του θερμοκρασία Υ Πίεση στο οποίο είστε. Οι χημικές του ιδιότητες, ωστόσο, θα παραμείνουν ίδιες.
Δομή της ύλης
Όλη η γνωστή ύλη αποτελείται από μικροσκοπικές μονάδες που ονομάζονται άτομα που σχηματίζονται με τη σειρά τους από τρία υποατομικά σωματίδια:
- Ηλεκτρόνια. Προικισμένα με αρνητικό φορτίο και μικρό μέγεθος, αυτά τα σωματίδια περιφέρονται γύρω από τον πυρήνα του ατόμου σε ένα σύνολο τροχιών που ονομάζονται τροχιακά, με μεγαλύτερη ή μικρότερη ποσότητα Ενέργεια ανάλογα με την εγγύτητά του ή την απόστασή του από τον πυρήνα.
- Πρωτόνια. Προικισμένα με θετικό φορτίο και μεγαλύτερο, βρίσκονται στον πυρήνα του ατόμου και αποτελούν το κύριο μέρος της μάζας και του βάρους του.
- Νετρόνια. Χωρίς ηλεκτρικό φορτίο, βρίσκονται στον πυρήνα του ατόμου μαζί με τα πρωτόνια, παρέχοντας μάζα και βάρος στο άτομο, αν και δεν το επηρεάζουν. ηλεκτρομαγνητισμός.
Ανάλογα με τον αριθμό των ηλεκτρονίων, πρωτονίων και νετρονίων που έχει ένα άτομο, θα αποτελέσει το χημικά στοιχεία γνωστό και κατηγοριοποιημένο στον Περιοδικό Πίνακα. Για παράδειγμα, το απλούστερο άτομο που υπάρχει είναι το υδρογόνο, το οποίο έχει μόνο ένα ηλεκτρόνιο και ένα πρωτόνιο.