Hva er definisjonen på 'materie' i fysikk?

Hva materie betyr i fysikk

En god definisjon av materie er at den har masse og tar opp plass.

Alfred Pasieka / Getty Images

Materie har mange definisjoner, men den vanligste er at det er et hvilket som helst stoff som har masse og tar plass. Alle fysiske objekter er sammensatt av materie, i form av atomer , som igjen er sammensatt av protoner, nøytroner og elektroner.

Ideen om at materie besto av byggesteiner eller partikler oppsto hos de greske filosofene Democritus (470-380 f.Kr.) og Leucippus (490 f.Kr.).

Eksempler på materie (og hva som ikke er materie)

Materie er bygget opp av atomer. Det mest grunnleggende atomet, isotopen av hydrogen kjent som protium , er et enkelt proton. Så selv om subatomære partikler ikke alltid betraktes som materieformer av noen forskere, kan du vurdere Protium som unntaket. Noen mennesker anser at elektroner og nøytroner også er former for materie. Ellers består ethvert stoff bygget av atomer av materie. Eksempler inkluderer:

• Atomer (hydrogen, helium, californium, uran)
• Molekyler (vann, ozon, nitrogengass, sukrose)
• Ioner (ca²⁺, SÅ₄^to-)
• Polymerer og makromolekyler (cellulose, kitin, proteiner, DNA)
• Blandinger (olje og vann, salt og sand, luft)
• Komplekse former (en stol, en planet, en ball)

Mens protoner, nøytroner og elektroner er byggesteinene til atomer, er disse partiklene i seg selv basert på fermioner. Kvarker og leptoner regnes vanligvis ikke som materieformer, selv om de passer til visse definisjoner av begrepet. På de fleste nivåer er det enklest å si at materie består av atomer.

Antimaterie er fortsatt materie, selv om partiklene tilintetgjør vanlig materie når de kontakter hverandre. Antimaterie finnes naturlig på jorden, men i ekstremt små mengder.

Så er det ting som enten ikke har noen masse eller i det minste ikke har noen hvilemasse . Ting som ikke er viktige inkluderer:

• Lys
• Lyd
• Varme
• tanker
• Drømmer
• Følelser

Fotoner har ingen masse, så de er et eksempel på noe innen fysikk altså ikke består av materie. De regnes heller ikke som 'objekter' i tradisjonell forstand, da de ikke kan eksistere i stasjonær tilstand.

Faser av materie

Materie kan eksistere i ulike faser: fast, flytende, gass eller plasma. De fleste stoffer kan gå over mellom disse fasene basert på mengden varme materialet absorberer (eller mister). Det er ytterligere tilstander eller faser av materie, inkludert Bose-Einstein-kondensater, fermioniske kondensater og kvark-gluonplasma.

Matter versus messe

Merk at mens saken har masse, og massive objekter inneholder materie, er de to begrepene ikke akkurat synonyme, i hvert fall i fysikk. Materie er ikke bevart, mens masse er bevart i lukkede systemer. Ifølge teorien om spesiell relativitet kan materie i et lukket system forsvinne. Masse, derimot, kan aldri ha blitt skapt eller ødelagt, selv om den kan omdannes til energi. Summen av masse og energi forblir konstant i et lukket system.

I fysikk er en måte å skille mellom masse og materie på å definere materie som et stoff som består av partikler som viser hvilemasse. Likevel, i fysikk og kjemi, viser materie bølge-partikkel-dualitet, så den har egenskaper til både bølger og partikler.