Czytaj więcej"/> Drukuj
W fizyce klasycznej materia to wszystko, co posiada masę i zajmuje określoną przestrzeń. W fizyce współczesnej wszystko co posiada energię i pęd nazywamy materią. Tak np. foton jest cząstką materialną ale nie ma masy spoczynkowej. Nie istnieje układ w którym by spoczywał (nie zajmuje określonej przestrzeni). Jego energię i pęd widzimy (dosłownie, efekt fotoelektryczny).

Dwie definicje

Definicja powyższa wymaga sprecyzowania, o jaką masę chodzi (spoczynkową). Cząstki, posiadające zerową masę spoczynkową (np. fotony) poruszają się bowiem zawsze z prędkością światła i tym samym posiadają energię i pęd a w konsekwencji zdolność do zakrzywiania czasoprzestrzeni.
W różnych działach fizyki używa się dwóch różnych definicji:
materia towszystko co posiada niezerową masę spoczynkowąwszystko co posiada niezerową energię i pęd
zakres użyciabardziej w mikroskali
(nierelatywistyczna mechanika kwantowa)
relatywistyczna mechanika kwantowa, bardziej w makroskali
(szczególna teoria względności, ogólna teoria względności)
obejmowane cząstkitylko cząstki masywnewszelkie cząstki
pola fizyczne
(np. światło)
nie wchodzą w skład materiiwchodzą w skład materii
zakrzywienie czasoprzestrzeninie tylko materia zakrzywia czasoprzestrzeń.materia to inaczej wszystko, co zakrzywia czasoprzestrzeń.
zdolność
do tworzenia
struktur
materia obejmuje wszelkie cząstki, z których mogą powstać trwałe struktury (atomy)tylko część materii tworzy trwałe struktury
zakaz Pauliegodwa obiekty materialne nie mogą się znaleźć w tym samym miejscu (tylko fermiony)dwa obiekty materialne (np. atom i pole magnetyczne) mogą się przenikać

Inne definicje

Powyższe definicje obowiązują w obrębie nauk przyrodniczych. Niektóre systemy filozoficzne przyjmują inne definicje.
Inne, filozoficzne definicje materii znajdują się w artykule materia .

Uwagi dotyczące pierwszej definicji (z masą spoczynkową)

Z definicji tej wynika, że za materię w fizyce można uznać każdy materiał, który składa się z fermionów (czyli cząstek posiadających masę i podlegających zakazowi Pauliego) lub bozonów. Zakaz Pauliego stwierdza, że żadna dowolnie wybrana para fermionów nie może być w dokładnie tym samym stanie kwantowym. Ma to daleko idące konsekwencje, gdyż z zakazu tego wynika że: Materia zbudowana z bozonów nie podlega zakazowi Pauliego i może kondensować dając kondensat Bosego-Einsteina.
Kasyczna definicja materii nie obejmuje cząstek nie posiadających spoczynkowej masy - takich jak np: fotony - uznając je tylko za nośniki energii. Mechanika kwantowa ujednoliciła obraz materii, foton zyskał własności korpuskularne a elektron (będący fermionem) własności falowe (zasada komplementarności).

Materia a energia

Materia i energia są to w fizyce dwoma wraźnie osobnymi pojęciami. We współczesnej fizyce energia jest cechą materii (niezmiennik wynikający z własności czasu i przestrzeni) w którym materia istnieje. Energia nie jest samodzielnym bytem.
Wiele systemów filozoficznych (np: Marksizm) traktuje materię w sensie klasycznej definicji fizycznej i energię jako dwa różne przejawy materii w sensie filozoficznym - jednak, jeszcze raz - w fizyce taka koncepcja materii nie jest powszechnie akceptowana, ze względu na to, że prowadzi to do terminologicznych nieporozumień, gdyż wtedy należaloby przyjąć że materia składa się z "materii właściwej (czyli tej wg. podawanej tu na początku definicji) oraz energii która nie jest samodzielnym bytem".

Materia wokół nas

Materia fizyczna z jaką stykamy się na codzień przyjmuje formę cząstek elemntarnych, jąder atomowych, atomów, tworzących cząsteczki związków chemicznych, mieszaniny nie związanych ze sobą pierwiastków, lub znacznie rzadziej pierwiastki w formie czystej.
Zależnie od warunków termodynamiczych, takich jak ciśnienie i temperatura, materia może występować w różnych stanach skupienia, z których najczęściej stykamy się ze stanem gazowym, ciekłym i stałym. Oprócz tego istnieją jeszcze m.in. stany nazywane plazmą, nadcieczą i kondensatem Bose-Einsteina.

Patrz też

Materiał wydrukowany z portalu zgapa.pl dnia 2021-01-16 09:36:56