نقدم لكم اليوم، عزيزي القارئ، بحثا عن المادة. تعرف المادة على أنها كل ما له شكل وكتلة وحجم وتشغل مساحة من الفراغ .
كل ما يتعرض له الإنسان يعتبر مادة، وكل ما يمكن للإنسان لمسه يندرج ضمن فئة المادة، وهناك أيضا ما لا يمكن للإنسان لمسه مثل الكواكب الأخرى، فهي تعتبر من المواد، وكذلك الهواء الذي لا يمكن رؤيته يعتبر مادة لأنه يتكون من ذرات غازية مختلفة.
تتكون كل مادة من مجموعة من الذرات، والذرة هي أصغر وحدة لبناء المادة. تختلف المواد على حسب قرب الذرات من بعضها أو ابتعادها، ويعرف ذلك بالمسافات الجزيئية أو المسافات البينية. من خلال هذا التباين، يتم تصنيف المواد إلى صلبة أو سائلة أو غازية. هذه الحالات الثلاث هي الأكثر شهرة للمادة، ولكن هناك حالات أخرى غير معروفة. للتعرف على حالات المادة، ينصح بالاطلاع على هذه الموسوعة .
بحث عن المادة
تتألف المواد من ذرات، وتتألف الذرات من جسيمات أصغر حجما تسمى بروتونات ونيوترونات وإلكترونات
- الإلكترونات سالبة الشحنة الكهربية .
- البروتونات موجبة الشحنة الكهربية
- النيوترونات متعادلة الشحنة الكهربية .
أنواع المادة
توجد للمادة ثلاث حالات شهيرة وهي الصلبة والسائلة والغازية، وحالة رابعة غير متوفرة إلا في ظروف خاصة، وهي حالة البلازما، وهنا تم الإشارة إلى كل نوع بعض التفصيلات:-
- الحالة الصلبة : المادة الصلبة تتميز بتماسك جزيئاتها نتيجة قرب المسافات بينها، وتتميز بشكل محدد لا يمكن تغييره بسهولة. أمثلة على المواد الصلبة هي الخشب والصخور. هناك بعض المواد التي يمكن تحويلها من الحالة السائلة إلى الصلبة والعكس، مثل الماء وبعض المعادن.
- الحالة السائلة: تتميز الذرات في الحالة السائلة بأنها متراصة وقريبة من بعضها البعض، ولكن ليس بنفس القدر الذي في الحالة الصلبة، وتتميز الحالة السائلة عن الحالة الصلبة بقدرتها على التدفق والحركة، ولديها القدرة على تغيير شكلها، ومن أمثلة الحالة السائلة الماء .
- الحالة الغازية : تكون المادة في حالتها الغازية أقل تماسكا من الحالتين السابقتين، وهي حرة في الحركة في أي اتجاه، وتتميز الغازات بأنها ليس لها شكل محدد ولا حجم محدد، ولذلك يمكن ضغطها بسهولة مثل أنابيب غاز البوتاجاز.
حالات خاصة للمادة
أحد الحالات الخاصة للمادة هي حالة البلازما ونتعرف عليها كالتالي:
- البلازما : البلازما هي حالة خاصة من حالات المادة، حيث تكون الإلكترونات حرة وغير مرتبطة بالذرة أو الجزيء، ويمكن وصفها أيضا بأنها غاز في حالة التأين، ومن أمثلة البلازما: البرق وسطح الشمس .
- الميوعة الفائقة : هذه حالة خاصة أخرى من حالات المادة، حيث تأخذ السوائل فيها شكلا غير مألوف. تم اكتشاف هذه الحالة لأول مرة مع الهيليوم السائل عند درجة حرارة 2.17 كلفن، حيث يختفي الاحتكاك الداخلي للسائل وتصل لزوجتها إلى الصفر. وفي هذه الحالة، لا تلتصق السوائل بأي مادة أخرى، كما أنها تستطيع بشكل مدهش اختراق المواد التي تعتبر عادة حاجزا للسوائل ومنعها من التدفق، فلا يوجد شيء يعيق قدرتها ولا يؤثر على سرعتها .
- الكثافة الفرمونية : إنها حالة من الهذيان الشديد تحدث عند درجة حرارة منخفضة جدا، وتشبه حالة كثافة بوز إينشتاين، وتحدث في ظروف مشابهة لكن بشكل معاكس، حيث تكون الكثافة الفروميونية مستمدة من الفرميونات بدلا من البوزات .
- كثافة بوز اينشتاين : تعتبر هذه حالة من حالات التجمد الشديدة التي يتم تشكيلها بواسطة البوزونات عند درجات حرارة قريبة جدا من الصفر المطلق، وهذا يتنافى مع الكثافة الفرميونية – التي تتشكل من خلال الفرميونات .
- نواة نجم نيوتروني : بسبب كثافة نوى النجوم النيوترونية الشديدة، يكون الوضع المادي فيها مختلفا تماما عن أي حالة أخرى. تتميز النجوم النيوترونية بكتلة تتراوح بين 1.5 و 3 كتل شمسية وقطر يبلغ 12 كم، وبفضل هذه الكثافة الهائلة، تتحول الإلكترونات والبروتونات في نواتها إلى نيوترونات، مما يمنع الانهيار النووي .
- بلازما كوارك غلوون : الغلوون هو الجسيم الأول المسئول عن تكوين التفاعل بالقوة النووية الشديدة وربط البروتونات والنيوترونات في نواة الذرة، وحالة الغلوون هي حالة لم تكن معروفة سابقا في الطبيعة ولم يتم إنتاجها في المختبرات، ويعتقد أنها كانت موجودة في مرحلة مبكرة من عمر الكون .
- المادة المتحللة : حالة المادة المضغوطة جدا، كما في نواة النجوم الضخمة، الغازات في أنوية تلك النجوم مضغوطة بشدة وليس بسبب الحرارة ولكن بسبب الكثافة العالية للغازات داخلها .