Матэрыя (фізіка)

Матэрыя — усё, што мае масу і займае прастору. Прыклады матэрыі — паветра, цела чалавека, фізічныя аб’екты вакол нас. Звычайна складаецца з атамаў і малекул, ад тыпу і распалажэння якіх залежаць уласцівасці матэрыі^[1].

Класіфікацыя

Паводле фізічнага стану

Ледавік — прыклад цвёрдага цела, аточанага вадкасцю і газам. Вадзяная пара вакол ледавіка празрыстая і незаўважная чалавечаму воку.

Асноўны артыкул: Агрэгатны стан

Матэрыя можа мець фізічны стан газу, вадкасці, або цвёрдага цела^[2].

Газ не мае сталай формы або аб’ёму і поўнасцю займае форму і аб’ём таго ёмішча, дзе знаходзіцца. Малекулы газу свабодна перамяшчаюцца ў прасторы, сутыкаючыся паміж сабой і са сценкамі ёмішча. Сцісканне газу скарачае адлегласць паміж малекуламі і павялічвае колькасць сутыкненняў^[3].

Вадкасць мае сталы аб’ём, але не мае формы. Яна займае форму часткі свайго ёмішча. Малекулы вадкасці знаходзяцца блізка адна да адной, але ўсё яшчэ перамяшчаюцца, што дазваляе вадкасці быць цякучай^[4].

Цвёрдае цела мае сталую форму і аб’ём, якія не залежаць ад ёмішча. Малекулы цвёрдага цела звычайна знаходзяцца ў пэўнай структуры і захоўваюць сваё месца ў ёй, толькі крыху віхляючыся ў розныя бакі^[5].

Прыклады розных фізічных станаў: пара вады (газ), вадкая вада (вадкасць) і лёд (цвёрдае цела). Змены тэмпературы або ціску могуць прыводзіць да змены фізічнага стану матэрыі, як напрыклад пры раставанні лёду^[6].

Паводле саставу

Чыстым рэчывам (скарочана проста рэчывам) завецца матэрыя з пэўнымі ўласцівасцямі і саставам, які не змяняецца ў залежнасці ад пробы. Прыклады рэчываў — вада і сталовая соль (хларыд натрыю). Марская вада^[en], якая з іх складаецца, не ёсць рэчывам. Канцэнтрацыя солі ў ёй можа быць рознай у розных пробах^[7].

Рэчывы падзяляюцца на элементы і злучэнні. Элементы складаюцца з атамаў аднаго тыпу (кісларод, азот, і г.д.) і не могуць быць раздзелены на больш простыя рэчывы. Злучэнні складаюцца з двух ці больш элементаў і маюць атамы розных тыпаў. Напрыклад, злучэнне вада складаецца з элементаў кіслароду і вадароду^[8].

Камбінацыя некалькіх рэчываў, якія захоўваюць свае хімічныя ўласцівасці, завецца сумессю^[9].

Адрозненне паміж рэчывам і полем

Гістарычна ў фізіцы фундаментальна адрознівалі рэчыва і поле. Поле, у адрозненне ад рэчыва, лічылася непарыўным і пранікальным, тым часам як часціцы рэчыва прадстаўляліся дыскрэтнымі, або прынамсі дастаткова лакалізаванымі. Вядомыя ў класічнай фізіцы палі, такія як электрамагнітнае і гравітацыйнае, проціпастаўляліся масіўным і часам электрычна зараджаным часціцам рэчыва.

Сучасная фізіка нівеліруе адрозненне паміж рэчывам і полем, лічачы, што ўсе часціцы (у тым ліку і часціцы рэчывы, роўна як і часціцы, якія адносяцца да класічных палёў) ёсць квантавыя ўзбуджэнні розных фундаментальных палёў, і так ці інакш усё часціцы праяўляюць такія тыпова палявыя ўласцівасці, як дэлакалізаванасць і падпарадкаванне ўраўненням руху, якія па сутнасці не адрозніваюцца ад палявых (пра што можна казаць як аб хвалевых уласцівасцях усіх часціц, у тым ліку і часціц рэчыва). Выяўленне цеснай узаемасувязі паміж полем і рэчывам прывяло да паглыблення ўяўленняў аб адзінстве ўсіх форм і структуры фізічнай карціны свету.

Зрэшты ў кантэксце задач, якія адносяцца да класічнай фізікі, а часам і некалькі шырэй, бывае часам даволі зручна карыстацца і старой тэрміналогіяй, хоць у кантэксце фізікі ў цэлым яна ўжо і выглядае анахранізмам. Напрыклад, калі гаворка ідзе аб узаемадзеянні зараджаных часціц з электрамагнітным полем, даволі зручна па традыцыі называць адно «полем», а іншае «рэчывам», асабліва калі рэчыва разглядаецца або чыста класічна, або — калі квантава — то ў тэрмінах хвалевых функцый (што дазваляе пазбегнуць чыста тэрміналагічна нязручнага перасячэння паняццяў).

Рэчыва

Рэчыва ў сучаснай фізіцы, як правіла, разумеецца як від матэрыі, які складаецца з ферміёнаў або змяшчае ферміёны разам з базонамі; мае масу спакою, у адрозненне ад некаторых тыпаў палёў, як напрыклад, электрамагнітнае^[10]. Звычайна (пры параўнальна нізкіх тэмпературах і шчыльнасцях) рэчыва складаецца з часціц, сярод якіх часцей за ўсё сустракаюцца электроны, пратоны і нейтроны. Апошнія два ўтвараюць атамныя ядра, а ўсе разам — атамы (атамнае рэчыва), з якіх — малекулы, крышталі і т. д. У некаторых умовах, як напрыклад у нейтронных зорках, могуць існаваць досыць незвычайныя віды рэчыва.

Кожнаму рэчыву ўласцівы набор спецыфічных уласцівасцей — аб’ектыўных характарыстык, якія вызначаюць індывідуальнасць канкрэтнага рэчыва і тым самым дазваляюць адрозніць яго ад усіх іншых рэчываў. Да найбольш характэрных фізіка-хімічных уласцівасцей адносяцца канстанты — шчыльнасць, тэмпература плаўлення, тэмпература кіпення, тэрмадынамічныя характарыстыкі, параметры крышталічнай структуры. Да асноўных характарыстык рэчыва належаць яго хімічныя ўласцівасці.

Крыніцы

1. Brown 2011, с. 4
2. Brown 2011, с. 7
3. Brown 2011, с. 7
4. Brown 2011, с. 7
5. Brown 2011, с. 7
6. Brown 2011, с. 7
7. Brown 2011, с. 7
8. Brown 2011, с. 7
9. Brown 2011, с. 7
10. Гэтае адрозненне было ў мінулым адною з прыкмет класіфікацыі фізічных аб’ектаў на рэчывы і «палі», аднак цяпер такая класіфікацыя састарэла: у аснове рэчыва таксама ляжаць квантаваныя палі, а падзел фундаментальных палёў на асноўныя класы (супастаўныя са старым дзяленнем на рэчыва і поле) адбываецца ў асноўным па прыкмеце спіна; хоць можна прызнаць, што на некаторым глыбінным узроўні ўсе базонныя фундаментальныя палі бязмасавыя, аднак у выніку некаторыя з іх (напрыклад, поле-пераносчык слабага ўзаемадзеяння) усё ж набываюць масу, а механізм набыцця масы ферміённымі палямі недастаткова ясны, што перашкаджае зрабіць масіўнасць або бязмасавасць асновай нейкай змястоўнай класіфікацыі, асабліва ўлічваючы, што пытанне аб наяўнасці масы ў нейтрына было доўгі час адкрытым і вырашана толькі эксперыментальна.

Літаратура

• Theodore L. Brown et al. Chemistry: the central science. — 12th ed. — 2011. — ISBN 978-0-321-69672-4.
• Наумчик В. Н. Мате́рия // Физика: словарь-справочник для школьников (руск.) / В. Н. Наумчик, Э. М. Шпилевский. — Мн.: Новое знание, 2010. — С. 435. — 592 с. — 3 010 экз. — ISBN 978-985-475-397-3. (руск.)