Het fundamentele element van de studie van het overweldigende aantal natuurwetenschappen is materie. In dit artikel zullen we het concept, de soorten materie, de bewegingsvormen en eigenschappen ervan beschouwen.
Wat is materie?
Al vele eeuwen is het concept van materie veranderd en verbeterd. Zo zag de oude Griekse filosoof Plato het als het substraat van de dingen, wat in strijd is met hun idee. Aristoteles zei dat het iets eeuwigs is dat niet kan worden gecreëerd of vernietigd. Later definieerden de filosofen Democritus en Leucippus materie als een soort fundamentele substantie waaruit alle lichamen in onze wereld en in het heelal bestaan.
Het moderne concept van materie is gegeven door V. I. Lenin, volgens welke het een onafhankelijke en onafhankelijke objectieve categorie is die wordt uitgedrukt door menselijke waarneming, sensaties, het kan ook worden gekopieerd en gefotografeerd.
Attributen van materie
De belangrijkste kenmerken van materie zijn drie kenmerken:
- Ruimte.
- Tijd.
- Beweging.
De eerste twee verschillen in metrologische eigenschappen, dat wil zeggen, ze kunnen kwantitatief worden gemeten met speciale instrumenten. Ruimte wordt gemetenin meters en zijn afgeleiden, en tijd in uren, minuten, seconden, maar ook in dagen, maanden, jaren, enz. Tijd heeft ook een andere, niet minder belangrijke eigenschap - onomkeerbaarheid. Het is onmogelijk om terug te keren naar een initieel tijdstip, de tijdvector heeft altijd een eenrichtingsrichting en beweegt van het verleden naar de toekomst. In tegenstelling tot tijd is ruimte een complexer begrip en heeft het een driedimensionale dimensie (hoogte, lengte, breedte). Zo kunnen allerlei soorten materie gedurende een bepaalde tijd in de ruimte bewegen.
Vormen van beweging van materie
Alles om ons heen beweegt in de ruimte en heeft interactie met elkaar. Beweging vindt continu plaats en is de belangrijkste eigenschap die alle soorten materie hebben. Ondertussen kan dit proces niet alleen plaatsvinden tijdens de interactie van verschillende objecten, maar ook binnen de stof zelf, waardoor de wijzigingen worden veroorzaakt. De volgende vormen van beweging van materie worden onderscheiden:
Mechanisch is de beweging van objecten in de ruimte (een appel die van een tak v alt, een rennend konijn)
- Fysiek - treedt op wanneer het lichaam zijn kenmerken verandert (bijvoorbeeld de staat van aggregatie). Voorbeelden: sneeuw smelt, water verdampt, enz.
- Chemisch - wijziging van de chemische samenstelling van een stof (metaalcorrosie, glucose-oxidatie)
- Biologisch - vindt plaats in levende organismen en kenmerkt vegetatieve groei, metabolisme, voortplanting, enz.
- Sociale vorm - processensociale interactie: communicatie, vergaderingen houden, verkiezingen, enz.
- Geologisch - kenmerkt de beweging van materie in de aardkorst en de ingewanden van de planeet: kern, mantel.
Alle bovenstaande vormen van materie zijn onderling verbonden, complementair en uitwisselbaar. Ze kunnen niet op zichzelf bestaan en zijn niet zelfvoorzienend.
Eigenschappen van materie
De oude en moderne wetenschap schreven veel eigenschappen toe aan materie. De meest voorkomende en voor de hand liggende is beweging, maar er zijn andere universele eigenschappen:
- Ze is niet te maken en onverwoestbaar. Deze eigenschap betekent dat elk lichaam of elke substantie enige tijd bestaat, zich ontwikkelt, ophoudt te bestaan als een origineel object, maar materie houdt niet op te bestaan, maar verandert eenvoudig in andere vormen.
- Ze is eeuwig en oneindig in de ruimte.
- Constante beweging, transformatie, wijziging.
- Predestinatie, afhankelijkheid van genererende factoren en oorzaken. Deze eigenschap is een soort verklaring van de oorsprong van materie als gevolg van bepaalde verschijnselen.
Basis soorten zaken
Moderne wetenschappers onderscheiden drie fundamentele soorten materie:
- Een stof die in rust een bepaalde massa heeft, is het meest voorkomende type. Het kan bestaan uit deeltjes, moleculen, atomen, evenals hun verbindingen die een fysiek lichaam vormen.
- Fysiek veld is een speciale materiële substantie, die is ontworpen om de interactie van objecten (stoffen) te verzekeren.
- Fysiek vacuüm - is de materiële omgeving met het laagste energieniveau.
Laten we vervolgens elk van de typen eens nader bekijken.
Stof
Substantie is een soort materie, waarvan de belangrijkste eigenschap discretie is, dat wil zeggen discontinuïteit, beperking. De structuur omvat de kleinste deeltjes in de vorm van protonen, elektronen en neutronen waaruit het atoom bestaat. Atomen vormen samen moleculen, vormen materie, die op zijn beurt een fysiek lichaam of vloeibare substantie vormt.
Elke stof heeft een aantal individuele kenmerken die hem van andere onderscheiden: massa, dichtheid, kook- en smeltpunt, kristalroosterstructuur. Onder bepaalde voorwaarden kunnen verschillende stoffen gecombineerd en gemengd worden. In de natuur komen ze voor in drie aggregatietoestanden: vast, vloeibaar en gasvormig. In dit geval komt een specifieke aggregatietoestand alleen overeen met de voorwaarden van de inhoud van de stof en de intensiteit van de moleculaire interactie, maar is niet het individuele kenmerk ervan. Water met verschillende temperaturen kan dus vloeibare, vaste en gasvormige vormen aannemen.
Fysiek veld
Soorten fysieke materie bevatten ook zo'n component als een fysiek veld. Het is een soort systeem waarin materiële lichamen op elkaar inwerken. Het veld is geen onafhankelijk object, maar eerder een drager van de specifieke eigenschappen van de deeltjes die het hebben gevormd. Dus het momentum dat vrijkomt door het ene deeltje, maar niet wordt geabsorbeerd door een ander, is een attribuutvelden.
Fysieke velden zijn echte immateriële vormen van materie die de eigenschap hebben van continuïteit. Ze kunnen worden ingedeeld volgens verschillende criteria:
- Afhankelijk van de veldvormende lading zijn er: elektrische, magnetische en zwaartekrachtvelden.
- Door de aard van de beweging van ladingen: dynamisch veld, statistisch (bevat geladen deeltjes die stationair zijn ten opzichte van elkaar).
- Van nature: macro- en microvelden (gecreëerd door de beweging van individuele geladen deeltjes).
- Afhankelijk van de omgeving van het bestaan: extern (dat geladen deeltjes omringt), intern (veld binnenin de materie), waar (totale waarde van externe en interne velden).
Fysiek vacuüm
In de 20e eeuw verscheen de term 'fysiek vacuüm' in de natuurkunde als een compromis tussen materialisten en idealisten om een aantal verschijnselen te verklaren. De eersten schreven er materiële eigenschappen aan toe, terwijl de laatstgenoemden beweerden dat vacuüm niets anders is dan leegte. De moderne natuurkunde heeft de oordelen van de idealisten weerlegd en bewezen dat het vacuüm een materieel medium is, ook wel het kwantumveld genoemd. Het aantal deeltjes daarin is gelijk aan nul, wat echter niet verhindert dat deeltjes op korte termijn in tussenfasen verschijnen. In de kwantumtheorie wordt het energieniveau van het fysieke vacuüm voorwaardelijk als het minimum genomen, dat wil zeggen gelijk aan nul. Het is echter experimenteel bewezen dat het energieveld zowel negatieve als positieve ladingen kan aannemen. Er is een hypothese datHet heelal ontstond precies in de omstandigheden van een opgewonden fysiek vacuüm.
De structuur van het fysieke vacuüm is nog niet volledig bestudeerd, hoewel veel van zijn eigenschappen bekend zijn. Volgens de gatentheorie van Dirac bestaat het kwantumveld uit bewegende quanta met identieke ladingen, de samenstelling van de quanta zelf blijft onduidelijk, waarvan clusters bewegen in de vorm van golfstromen.
