Matērija

Matērija ir viela, no kuras sastāv viss materiāls. Tas nozīmē objektus, kuriem ir masa. Precīzāk, tiem jābūt ar miera masu, kas ir enerģijas veids, kas ir matērijai pat tad, ja tā nekustas (tai nav kinētiskās enerģijas), ir ļoti auksta (tai nav termiskās enerģijas) utt. Matērija ir vārds, ko ikdienā dažkārt lieto dažādos veidos, savukārt masa ir precīzi definēts jēdziens un lielums vismaz fizikā. Tie nav viens un tas pats, lai gan ir saistīti.

Parastā matērija sastāv no sīkām daļiņām, ko sauc par atomiem. Starp atomiem ir atstarpes, un tie visu laiku kustas jeb vibrē. Daļiņas kustas ātrāk un attālinās viena no otras, kad tās sakarst, un otrādi - kad atdziest.

Barioniskā matērija

Gandrīz visa ikdienā sastopamā matērija ir barioniskā matērija. Tas ietver jebkāda veida atomus, un tiem piemīt masas īpašība. Nebarjonu matērija, kā jau izriet no nosaukuma, ir jebkura veida matērija, kas nav veidota galvenokārt no barjoniem. Tā var būt neitrīno un brīvie elektroni, tumšā matērija, piemēram, supersimetriskās daļiņas, aksioni un melnie caurumi.

Pati barionu eksistence ir nozīmīgs jautājums kosmoloģijā. Tiek pieņemts, ka Lielais sprādziens radīja stāvokli ar vienādu barjonu un antibarjonu daudzumu. Procesu, kurā barjonu skaits pārsniedz to antidaļiņu skaitu, sauc par barioģenēzi.

Materiālu īpašības

Matēriju var tieši izjust ar maņām. Tai piemīt īpašības, kuras var izmērīt, piemēram, masa, tilpums, blīvums, un kvalitatīvas īpašības, piemēram, garša, smarža un krāsa.

Materiālu piemēri

Visi fiziskie ķermeņi Visumā ir veidoti no matērijas: galaktikas, zvaigznes un planētas, ieži, ūdens un gaiss. Arī dzīvi organismi, piemēram, augi, dzīvnieki un cilvēki, sastāv no matērijas.

Fizikā Visumā ir arī lietas, kas nav matērija, tostarp dažas elementārdaļiņas, kurām nav miera masas. Pazīstams piemērs ir fotoni (elektromagnētiskais starojums, piemēram, gaisma).

Papildus miera masai matērija var saturēt arī citus enerģijas veidus, kas nav matērija, bet ļauj tai savstarpēji mijiedarboties, apmainoties ar kinētisko enerģiju, siltumu, gaismu, skaņas viļņiem utt.

Ārpus fizikas zinātņu jomas var būt daudzas citas lietas, kas nav ne matērija, ne enerģija. Piemēram, var būt emocijas vai idejas.

Sastāvs

Materiāla struktūru un sastāvu pēta, sadalot to arvien mazākos gabaliņos. Tādējādi dzīvi organismi sastāv no šūnām. Šūnas sastāv no molekulām, kas ir atomu kopumi, kuri ir saistīti kopā. Savukārt katrs atoms ir elementārdaļiņu kopums.

Vielas stāvokļi

Fiziķi arī iedala matēriju dažās plašās kategorijās, ko sauc par stāvokļiem, ar diezgan atšķirīgām īpašībām:

Cietie ķermeņi ir materiāli objekti, kas sastāv no molekulām un atomiem, kuri ir tik cieši saistīti savā starpā, ka tie saglabā savu formu pat tad, ja tos pārvieto, lai gan tie var deformēties, ja rodas spriegums. Piemēri: akmens, galds, nazis, ledus gabals.
Šķidrumi ir vielas daudzums, kas sastāv no vāji saistītām molekulām un atomiem. Tiem nav pareizas formas. Ir divu veidu šķidrumi:

Šķidrumi ir kondensētas vielas formas, līdzīgi cietām vielām, taču saites starp to sastāvā esošajiem elementiem (molekulām, atomiem) ļauj tiem kustēties vienam attiecībā pret otru, vienlaikus saglabājot viengabalainību: tie saglabā noteiktu virsmu. Šķidrumi pieņem to recipientu formu, kuros tie atrodas. Piemēri: ūdens, eļļa, asinis, lava, bezalkoholiskie dzērieni.
Gāzes ir vielas daudzumi, kuros saites starp to sastāvā esošajiem elementiem (molekulām, atomiem) ir tik vaļīgas vai vājas, ka tie var kustēties neatkarīgi viens no otra. Gāzēm nav atbilstošas virsmas, tām ir tendence paplašināties, lai aizņemtu visu pieejamo tilpumu. Piemēri: gaiss, ūdens tvaiki, hēlijs.

Plazmu veido jonizēta matērija, tā galvenokārt interesē zinātniekus. Piemēri: Zemes jonosfēra, Saules vainags. Plazmas daļiņas ir maisījums starp šķidrumu un gāzi. Daļiņas var brīvi kustēties kā šķidrumā, un to pievilkšanās ir vāja kā gāzē. Šis vielas stāvoklis nav pilnībā izprasts. Plazmas piemērs ir zibens.
Bozes-Einšteina kondensāts (BEC) ir vielas stāvoklis, kurā ir atšķaidīta bozonu gāze, kas atdzesēta līdz temperatūrai ļoti tuvu absolūtajam nullim (0 K jeb -273,15 °C).

Konkrēts vielas daudzums var pāriet no viena stāvokļa citā atkarībā no temperatūras un spiediena. Uz Zemes ūdens var pastāvēt vienlaikus trīs stāvokļos: cietā (ledus), šķidrā (ezeri, okeāni) un gāzveida (tvaiks vai tvaiks).

Saistītās lapas

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir matērija?

A: Matērija ir viela, no kuras sastāv visi materiāli. Tā attiecas uz objektiem, kuriem ir masa un miera masa, kas ir enerģijas forma neatkarīgi no tā, vai tā ir kustīga vai tai ir siltumenerģija.

J: Ar ko matērija atšķiras no masas?

A: Ikdienas valodā vielu bieži lieto dažādi, bet fizikā masa ir precīzi definēts jēdziens un lielums. Masa attiecas tieši uz vielas daudzumu konkrētā objektā.

J: Kas ir miera masa?

A: Miera masa ir enerģijas veids, kas piemīt matērijai pat tad, ja tā nekustas vai tai nav siltumenerģijas.

J: No kā sastāv parastā matērija?

A: Parastā matērija sastāv no sīkām daļiņām, ko sauc par atomiem, kuri nepārtraukti kustas un vibrē.

J: Kā uzvedas parastās matērijas daļiņas, kad tās sakarst?

A: Uzkarsētas parastās vielas daļiņas kustas ātrāk un attālinās viena no otras.

J: Un kā tās uzvedas, kad atdziest?

A: Atdzesētas parastās matērijas daļiņas kustas lēnāk un tuvāk viena otrai.

J: Kā sauc tukšumus starp parastās vielas atomiem?

A.: Parastās vielas telpas starp atomiem sauc par starptelpām.