Selgitame, mis on aine füüsikas ja millised on selle omadused. Lisaks esitletavad olekud ja struktuur.
Mis on aine (füüsika)?
Vastavalt lähenemisele füüsiline, viitab mateeria mis tahes olemile, millel on see mass omab ja suudab hõivata a ruumi teatud hetkel. Kõik füüsilised objektid on valmistatud ainest, alates autost kuni a aatom ja osakesed elementaalid, mis selle moodustavad.
Aine mõistet füüsika valdkonnas on määratletud ja uuesti määratletud sajandite jooksul, alates iidsetest aegadest (kui aatomite mõiste tekkis) kuni Isaac Newtoni ja hiljem Albert Einsteini ajani. Subatomaarse aine avastamine ja osakeste füüsika avastamine on olnud selle valdkonna kõige revolutsioonilisem sündmus, mis puudutab ainest mõtlemist.
Seetõttu oli meie antud mateeria esialgne määratlus klassikaliste füüsikaharude jaoks piisav, kuid see on probleemne teaduse valdkonnas. kvantmehaanika, kus mõisted "mass" ja "ruum" on palju keerulisemad.
Aine omadused füüsikas
Aine omab teatud spetsiifilisi omadusi, nagu mass ja mahtst aine hõivab a piirkond määratud aegruumis. See tähendab, et ainel on mõõdetavad omadused, näiteks proportsioonid (pikkus, laius, kõrgus), tihedus, kaal, kõvadus, voolavus, tempermalmist ja paljude teiste hulgas. Mateeria tundmine tähendab täpselt selle füüsikaliste omaduste mõistmist, mis on radikaalselt erinevad näiteks aine omadustest Energia.
Teisest küljest peab aine olema ühes teadaolevas olekus või faasis vastavalt selle jaotusele, rühmitamisele ja omadustele. osakesed. Seega esitatakse mateeria olekus tahke, vedel Y gaasiline, kuigi ka teatud ekstreemsetes rõhu- ja temperatuuritingimustes võib seda leida olekus plasmaline (ioniseeritud gaas). On ka teisi keerukamaid aine olekuid, mida uuritakse kõrgetasemelistes füüsikavaldkondades ja mis on ebastabiilsed.
Lisaks mateeriale on olemas antiaine, mida võib mõista antiosakestest koosneva ainena. Iga eksisteeriva elementaarosakese jaoks on veel üks identne, kuid koos elektrilaeng vastupidine, mis põhjustab vastastikmõjul mõlema hävitamise.
materjali olekud
Füüsika järgi on ainel kolm peamist olekut: tahke, vedel ja gaasiline, kuigi on ka teisi harvemaid olekuid, nagu plasma või fermioonkondensaadid, mis on reprodutseeritavad ainult laboris. Igal füüsikalisel olekul on erinevad omadused, mis on palju seotud sellega, kuidas uuritava süsteemi osakesed ruumis paiknevad ja milline on nende energia.
- Tahke. Tahke aine osakesed on üksteisele väga-väga lähedal ja on väga tugevate külgetõmbejõudude saagiks. Seetõttu käituvad nad ühtse kehana suure ühtekuuluvusega, tihedus ja püsiv kuju. Need on vastupidavad killustumisele ja nende voolavus on madal või puudub üldse: neid ei saa kokku suruda ja kui need purunevad või killustuvad, saadakse neist väiksema suurusega tahkeid aineid.
- Vedelikud. Vedela aine osakesi hoiavad koos külgetõmbejõud, mis on palju nõrgemad ja vähem järjestatud kui tahked ained. Sel põhjusel puudub vedelikel fikseeritud ja stabiilne vorm, samuti kohesioon ja vastupidavus, nii et nad omandavad neid sisaldava anuma kuju. Neil on suurepärane voolavus (neid saab sisestada väikestesse ruumidesse) ja pindpinevus, mis paneb need pindadele kleepuma, nad ei ole väga kokkusurutavad ja, välja arvatud VesiKülma käes kipuvad nad kokku tõmbuma.
- Gaasid. Gaasilise aine osakesed on sellises hajutatuses ja kauguses, et vaevalt õnnestub neil täielikult koos püsida: nendevaheline tõmbejõud on nõrk, mis põhjustab nende vahel häireseisundi. Kui ei õnnestu kokku saada ja moodustada massiivset kompaktset korpust, gravitatsiooni sellel ei ole neile märgatavat mõju. Need võtavad palju suurema mahu kui vedelikud ja tahked ained, kuna kipuvad laienema, kuni hõivavad kogu ruumi mis neid sisaldab. Neil puudub kindel kuju ja maht ning need on mõnikord värvitud ja/või lõhnatud.
Aine võib muutuda ühest olekust teise, lihtsalt muutes selle tingimusi temperatuuri Y Surve millele sa oled. Selle keemilised omadused jäävad aga samaks.
Aine struktuur
Kogu teadaolev aine koosneb mikroskoopilistest ühikutest, mida nimetatakse aatomiteks ja mis omakorda moodustuvad kolmest subatomaarsest osakesest:
- Elektronid. Negatiivse laengu ja väikese suurusega osakesed tiirlevad ümber aatomituuma trajektooride kogumil, mida nimetatakse orbitaalideks, suurema või väiksema kogusega Energia vastavalt selle lähedusele või kaugusele tuumast.
- Prootonid. Positiivse laenguga ja suuremad need asuvad aatomi tuumas ja moodustavad põhiosa selle massist ja kaalust.
- Neutronid. Ilma elektrilaenguta leidub neid aatomi tuumas koos prootonitega, andes aatomile massi ja kaalu, kuigi nad ei mõjuta seda. elektromagnetism.
Sõltuvalt elektronide, prootonite ja neutronite arvust, mis aatomis on, moodustab see aatomi keemilised elemendid tuntud ja perioodilises tabelis liigitatud. Näiteks lihtsaim eksisteeriv aatom on vesinik, millel on ainult üks elektron ja üks prooton.