Aká je definícia „hmoty“ vo fyzike?

Čo znamená hmota vo fyzike

Jednou z dobrých definícií hmoty je, že má hmotnosť a zaberá priestor.

Alfred Pasieka / Getty Images

Hmota má mnoho definícií, ale najbežnejšia je, že ide o akúkoľvek látku, ktorá má omša a zaberá priestor. Všetky fyzické objekty sú zložené z hmoty vo forme atómov , ktoré sú zase zložené z protónov, neutrónov a elektrónov.

Myšlienka, že hmota pozostáva zo stavebných blokov alebo častíc, pochádza od gréckych filozofov Demokrita (470-380 pred Kristom) a Leucippa (490 pred Kr.).

Príklady hmoty (a čo nie je hmota)

Hmota je postavená z atómov. Najzákladnejší atóm, izotop vodíka známy ako protium , je jeden protón. Takže, hoci niektorí vedci nie vždy považujú subatomárne častice za formu hmoty, vy by ste mohli považovať Protium za výnimku. Niektorí ľudia považujú elektróny a neutróny tiež za formy hmoty. V opačnom prípade každá látka vytvorená z atómov pozostáva z hmoty. Príklady:

• Atómy (vodík, hélium, kalifornium, urán)
• Molekuly (voda, ozón, plynný dusík, sacharóza)
• Ióny (cca²⁺, SO₄^dva-)
• Polyméry a makromolekuly (celulóza, chitín, proteíny, DNA)
• Zmesi (olej a voda, soľ a piesok, vzduch)
• Komplexné formy (stolička, planéta, lopta)

Zatiaľ čo protóny, neutróny a elektróny sú stavebnými kameňmi atómov, tieto častice sú samotné založené na fermiónoch. Kvarky a leptóny sa zvyčajne nepovažujú za formy hmoty, hoci zodpovedajú určitým definíciám tohto pojmu. Na väčšine úrovní je najjednoduchšie jednoducho povedať, že hmota pozostáva z atómov.

Antihmota je stále hmota, hoci častice pri vzájomnom kontakte bežnú hmotu anihilujú. Antihmota sa na Zemi vyskytuje prirodzene, aj keď v extrémne malých množstvách.

Potom sú veci, ktoré buď nemajú hmotnosť, alebo aspoň nemajú oddychová omša . Medzi veci, ktoré nie sú dôležité, patria:

• Svetlo
• Zvuk
• Teplo
• Myšlienky
• Sny
• Emócie

Fotóny nemajú žiadnu hmotnosť, takže sú príkladom niečoho vo fyzike, čo je nie zložený z hmoty. Tiež sa nepovažujú za „objekty“ v tradičnom zmysle, keďže nemôžu existovať v stacionárnom stave.

Fázy hmoty

Hmota môže existovať v rôznych fázach: pevná látka, kvapalina, plyn alebo plazma. Väčšina látok môže medzi týmito fázami prechádzať na základe množstva tepla, ktoré materiál absorbuje (alebo stratí). Existujú ďalšie stavy alebo fázy hmoty, vrátane Bose-Einsteinových kondenzátov, fermiónových kondenzátov a kvark-gluónovej plazmy.

Hmota verzus hmotnosť

Všimnite si, že kým záležitosť má hmotnosť a masívne objekty obsahujú hmotu, tieto dva pojmy nie sú presne synonymá, aspoň vo fyzike. Hmota nie je konzervovaná, zatiaľ čo hmota je konzervovaná v uzavretých systémoch. Podľa teórie špeciálnej relativity môže hmota v uzavretom systéme zaniknúť. Na druhej strane hmotnosť možno nikdy nebola vytvorená ani zničená, hoci sa dá premeniť na energiu. Súčet hmotnosti a energie zostáva v uzavretom systéme konštantný.

Vo fyzike je jedným zo spôsobov, ako rozlišovať medzi hmotou a hmotou, definovanie hmoty ako látky pozostávajúcej z častíc, ktoré vykazujú pokojovú hmotnosť. Napriek tomu vo fyzike a chémii hmota vykazuje vlnovo-časticovú dualitu, takže má vlastnosti vĺn aj častíc.