Wat is de definitie van "materie" in de natuurkunde?

Materie heeft veel definities, maar de meest voorkomende is dat het elke stof is die dat heeft massa en neemt ruimte in beslag. Alle fysieke objecten zijn samengesteld uit materie, in de vorm van atomen, die op hun beurt zijn samengesteld uit protonen, neutronen en elektronen.

Het idee dat materie uit bouwstenen of deeltjes bestond, is ontstaan ​​bij de Griekse filosofen Democritus (470-380 v.Chr.) En Leucippus (490 v.Chr.).

Materie is opgebouwd uit atomen. Het meest basale atoom, de isotoop van waterstof bekend als protium, is een enkel proton. Dus hoewel subatomaire deeltjes door sommige wetenschappers niet altijd als vormen van materie worden beschouwd, zou je Protium als uitzondering kunnen beschouwen. Sommige mensen beschouwen elektronen en neutronen ook als materievormen. Anders bestaat elke uit atomen opgebouwde substantie uit materie. Voorbeelden hiervan zijn:

• Atomen (waterstof, helium, californium, uranium)
• Moleculen (water, ozon, stikstofgas, sucrose)
instagram viewer
• Ionen (Ca²⁺, Dus₄^2-)
• Polymeren en macromoleculen (cellulose, chitine, eiwitten, DNA)
• Mengsels (olie en water, zout en zand, lucht)
• Complexe vormen (een stoel, een planeet, een bal)

Terwijl protonen, neutronen en elektronen de bouwstenen van atomen zijn, zijn deze deeltjes zelf gebaseerd op fermionen. Quarks en leptonen worden doorgaans niet beschouwd als vormen van materie, hoewel ze wel voldoen aan bepaalde definities van de term. Op de meeste niveaus is het eenvoudig om te stellen dat materie uit atomen bestaat.

Antimaterie is nog steeds materie, hoewel de deeltjes gewone materie vernietigen wanneer ze met elkaar in contact komen. Antimaterie bestaat van nature op aarde, hoewel in extreem kleine hoeveelheden.

Dan zijn er dingen die geen massa hebben of in ieder geval geen rust massa. Dingen die er niet toe doen, zijn onder meer:

• Licht
• Geluid
• Warmte
• Gedachten
• Dromen
• Emoties

Fotonen hebben geen massa, dus ze zijn een voorbeeld van iets in de natuurkunde dat is niet bestaat uit materie. Ze worden ook niet beschouwd als "objecten" in de traditionele zin, omdat ze niet in een stationaire toestand kunnen bestaan.

Materie kan in verschillende fasen voorkomen: vast, vloeibaar, gas of plasma. De meeste stoffen kunnen tussen deze fasen overgaan op basis van de hoeveelheid warmte die het materiaal absorbeert (of verliest). Er zijn aanvullende toestanden of fasen van materie, waaronder Bose-Einstein-condensaten, fermionische condensaten en quark-gluon-plasma.

Merk op dat terwijl er toe doen massa heeft en massieve objecten materie bevatten, de twee termen zijn niet bepaald synoniem, althans in de natuurkunde. Materie blijft niet behouden, terwijl massa wordt bewaard in gesloten systemen. Volgens de speciale relativiteitstheorie kan materie in een gesloten systeem verdwijnen. Massa daarentegen is misschien nooit gemaakt of vernietigd, hoewel het wel in energie kan worden omgezet. De som van massa en energie blijft constant in een gesloten systeem.

In de natuurkunde is een manier om onderscheid te maken tussen massa en materie door materie te definiëren als een stof die bestaat uit deeltjes die rustmassa vertonen. Toch vertoont materie in de natuurkunde en scheikunde dualiteit van golf-deeltjes, dus het heeft eigenschappen van zowel golven als deeltjes.