L'elemento fondamentale dello studio del numero schiacciante di scienze naturali è la materia. In questo articolo considereremo il concetto, i tipi di materia, le forme del suo movimento e le proprietà.
Che importa?
Per molti secoli il concetto di materia è cambiato e migliorato. Così, l'antico filosofo greco Platone la vedeva come il sostrato delle cose, che si oppone alla loro idea. Aristotele diceva che è qualcosa di eterno che non può essere né creato né distrutto. Più tardi, i filosofi Democrito e Leucippo definirono la materia come una specie di sostanza fondamentale che costituisce tutti i corpi nel nostro mondo e nell'Universo.
Il moderno concetto di materia è stato dato da V. I. Lenin, secondo il quale è una categoria oggettiva indipendente e indipendente espressa dalla percezione umana, dalle sensazioni, può anche essere copiata e fotografata.
Attributi della materia
Le caratteristiche principali della materia sono tre caratteristiche:
- Spazio.
- Tempo.
- Movimento.
I primi due differiscono per proprietà metrologiche, cioè possono essere misurati quantitativamente con strumenti speciali. Lo spazio è misuratoin metri e suoi derivati, e il tempo in ore, minuti, secondi, nonché in giorni, mesi, anni, ecc. Il tempo ha anche un' altra proprietà non meno importante: l'irreversibilità. È impossibile tornare a qualsiasi punto temporale iniziale, il vettore temporale ha sempre una direzione unidirezionale e si sposta dal passato al futuro. A differenza del tempo, lo spazio è un concetto più complesso e ha una dimensione tridimensionale (altezza, lunghezza, larghezza). Pertanto, tutti i tipi di materia possono muoversi nello spazio per un certo periodo di tempo.
Forme di movimento della materia
Tutto ciò che ci circonda si muove nello spazio e interagisce tra loro. Il movimento avviene continuamente ed è la proprietà principale di tutti i tipi di materia. Nel frattempo, questo processo può procedere non solo durante l'interazione di più oggetti, ma anche all'interno della sostanza stessa, provocandone le modificazioni. Si distinguono le seguenti forme di moto della materia:
Meccanico è il movimento di oggetti nello spazio (una mela che cade da un ramo, un coniglio che corre)
- Fisico - si verifica quando il corpo cambia le sue caratteristiche (ad esempio lo stato di aggregazione). Esempi: la neve si scioglie, l'acqua evapora, ecc.
- Chimica - modifica della composizione chimica di una sostanza (corrosione dei metalli, ossidazione del glucosio)
- Biologico - si svolge negli organismi viventi e caratterizza la crescita vegetativa, il metabolismo, la riproduzione, ecc.
- Forma sociale - processiinterazione sociale: comunicazione, riunioni, elezioni, ecc.
- Geologico - caratterizza il movimento della materia nella crosta terrestre e nelle viscere del pianeta: nucleo, mantello.
Tutte le suddette forme di materia sono interconnesse, complementari e intercambiabili. Non possono esistere da soli e non sono autosufficienti.
Proprietà della materia
La scienza antica e moderna attribuiva alla materia molte proprietà. Il più comune e ovvio è il movimento, ma ci sono altre proprietà universali:
- Lei è increabile e indistruttibile. Questa proprietà significa che qualsiasi corpo o sostanza esiste per qualche tempo, si sviluppa, cessa di esistere come oggetto originario, tuttavia, la materia non cessa di esistere, ma si trasforma semplicemente in altre forme.
- Lei è eterna e infinita nello spazio.
- Movimento, trasformazione, modifica costante.
- Predestinazione, dipendenza da fattori e cause generatrici. Questa proprietà è una specie di spiegazione dell'origine della materia come conseguenza di certi fenomeni.
Tipi di base
Gli scienziati moderni distinguono tre tipi fondamentali di materia:
- Una sostanza che ha una certa massa a riposo è il tipo più comune. Può essere costituito da particelle, molecole, atomi e dai loro composti che formano un corpo fisico.
- Il campo fisico è una sostanza materiale speciale, progettata per garantire l'interazione di oggetti (sostanze).
- Vuoto fisico - è l'ambiente materiale con il livello di energia più basso.
Successivamente, diamo un'occhiata più da vicino a ciascuno dei tipi.
Sostanza
La sostanza è un tipo di materia, la cui proprietà principale è la discrezione, cioè la discontinuità, la limitazione. La sua struttura comprende le particelle più piccole sotto forma di protoni, elettroni e neutroni che compongono l'atomo. Gli atomi si combinano per formare molecole, formando materia, che a sua volta forma un corpo fisico o una sostanza fluida.
Ogni sostanza ha una serie di caratteristiche individuali che la distinguono dalle altre: massa, densità, punto di ebollizione e di fusione, struttura del reticolo cristallino. In determinate condizioni, diverse sostanze possono essere combinate e miscelate. In natura si presentano in tre stati di aggregazione: solido, liquido e gassoso. In questo caso, uno specifico stato di aggregazione corrisponde solo alle condizioni del contenuto della sostanza e all'intensità dell'interazione molecolare, ma non è la sua caratteristica individuale. Quindi, l'acqua a diverse temperature può assumere forme liquide, solide e gassose.
Campo fisico
I tipi di materia fisica includono anche una componente come un campo fisico. È una specie di sistema in cui interagiscono i corpi materiali. Il campo non è un oggetto indipendente, ma piuttosto un portatore delle proprietà specifiche delle particelle che lo hanno formato. Pertanto, la quantità di moto rilasciata da una particella, ma non assorbita da un' altra, è un attributocampi.
I campi fisici sono vere e proprie forme immateriali della materia che hanno la proprietà della continuità. Possono essere classificati in base a vari criteri:
- A seconda della carica che forma il campo, ci sono: campi elettrici, magnetici e gravitazionali.
- Per la natura del movimento delle cariche: campo dinamico, statistico (contiene particelle cariche che sono stazionarie l'una rispetto all' altra).
- Per natura fisica: macro e microcampi (creati dal movimento di singole particelle cariche).
- Dipende dall'ambiente di esistenza: esterno (che circonda le particelle cariche), interno (campo all'interno della materia), vero (valore totale dei campi esterni e interni).
Vuoto fisico
Nel 20° secolo, il termine "vuoto fisico" è apparso in fisica come un compromesso tra materialisti e idealisti per spiegare alcuni fenomeni. Il primo gli attribuiva proprietà materiali, mentre il secondo sosteneva che il vuoto non è altro che il vuoto. La fisica moderna ha confutato i giudizi degli idealisti e ha dimostrato che il vuoto è un mezzo materiale, chiamato anche campo quantistico. Il numero di particelle al suo interno è uguale a zero, il che, tuttavia, non impedisce la comparsa a breve termine di particelle nelle fasi intermedie. Nella teoria quantistica, il livello di energia del vuoto fisico è condizionalmente preso come minimo, cioè uguale a zero. Tuttavia, è stato sperimentalmente dimostrato che il campo energetico può assumere cariche sia negative che positive. C'è un'ipotesi cheL'Universo è sorto proprio nelle condizioni di un vuoto fisico eccitato.
La struttura del vuoto fisico non è stata ancora completamente studiata, sebbene molte delle sue proprietà siano note. Secondo la teoria dei buchi di Dirac, il campo quantistico consiste in quanti in movimento con cariche identiche, la composizione dei quanti stessi rimane poco chiara, i cui gruppi si muovono sotto forma di flussi d'onda.
