Matter har många definitioner, men det vanligaste är att det är vilket ämne som helst massa och upptar rymden. Alla fysiska föremål består av materia, i form av atomer, som i sin tur består av protoner, neutroner och elektroner.
Idén om att materien bestod av byggstenar eller partiklar har sitt ursprung i de grekiska filosoferna Democritus (470-380 f.Kr.) och Leucippus (490 f.Kr.).
Exempel på Matter (och What Isn't Matter)
Matern är byggd av atomer. Den mest grundläggande atomen, väteisotopen känd som protium, är en enda proton. Så även om subatomära partiklar inte alltid betraktas som materialformer av vissa forskare, kan du betrakta Protium som undantag. Vissa människor anser att elektroner och neutroner också är materieformer. Annars består alla ämnen som är byggda av atomer av materia. Exempel inkluderar:
- Atomer (väte, helium, californium, uranium)
- Molekyler (vatten, ozon, kvävgas, sackaros)
- Joner (Ca2+, SÅ42-)
- Polymerer och makromolekyler (cellulosa, kitin, proteiner, DNA)
- Blandningar (olja och vatten, salt och sand, luft)
- Komplexa former (en stol, en planet, en boll)
Även om protoner, neutroner och elektron är byggstenarna i atomer, är dessa partiklar själva baserade på fermioner. Kvarkar och leptoner betraktas vanligtvis inte som former av materia, även om de passar vissa definitioner av termen. På de flesta nivåer är det enklast att ange att materien består av atomer.
Antimateria är fortfarande materia, även om partiklarna förstör vanlig materia när de kommer i kontakt med varandra. Antimateria finns naturligt på jorden, även om det är i extremt små mängder.
Sedan finns det saker som antingen inte har någon massa eller som åtminstone inte har någon vilmassa. Saker som inte är viktiga inkluderar:
- Ljus
- Ljud
- Värme
- tankar
- Dreams
- känslor
fotoner har ingen massa, så de är ett exempel på något i fysiken inte består av materia. De betraktas inte heller som "föremål" i traditionell mening, eftersom de inte kan existera i ett stationärt tillstånd.
Faser av Matter
Materie kan existera i olika faser: fast, flytande, gas eller plasma. De flesta ämnen kan övergå mellan dessa faser baserat på mängden värme som materialet absorberar (eller förlorar). Det finns ytterligare tillstånd eller faser av materien, inklusive Bose-Einstein-kondensat, fermioniska kondensat och kvark-gluonplasma.
Matter Versus Mass
Observera att medan materia har massa, och massiva föremål innehåller materia, de två termerna är inte exakt synonyma, åtminstone i fysiken. Materiet bevaras inte, medan massan bevaras i slutna system. Enligt teorin om speciell relativitet kan materia i ett slutet system försvinna. Å andra sidan kanske massa aldrig har skapats eller förstörts, även om den kan omvandlas till energi. Summan av massa och energi förblir konstant i ett slutet system.
I fysiken är ett sätt att skilja mellan massa och materia att definiera materien som ett ämne bestående av partiklar som uppvisar vilamassa. Ändå, i fysik och kemi, uppvisar materia våg-partikel dualitet, så det har egenskaper hos både vågor och partiklar.