Materiaalne määratlus

Füüsika ja keemia uurivad nii ainet, energiat kui ka nendevahelisi vastasmõjusid. Termodünaamika seaduste põhjal teavad teadlased, et mateeria võib olekuid muuta ja süsteemi mateeria ja energia summa on konstantne. Kui ainele lisatakse energiat või eemaldatakse see, muutub see olekuks, moodustades a asja olek. Aine seisund on määratletud kui üks viisidest, kuidas oluline suudab endaga suhelda, moodustades homogeense faas.

Väljendeid "aine olek" ja "aine faas" kasutatakse vaheldumisi. Enamasti on see hästi. Tehniliselt võib süsteem sisaldada mitut faasi samast olekust. Näiteks terasvarras (tahke aine) võib sisaldada ferriiti, tsementiiti ja austeniiti. Õli ja äädika (vedeliku) segu sisaldab kahte eraldi vedelikku faasi.

Igapäevaelus on mateeria neli faasi: tahked ained, vedelikud, gaasidja plasma. Siiski on avastatud mitu muud mateeria olekut. Mõned neist muudest olekutest esinevad kahe oleku oleku piiril, kus ainel pole kummagi oleku omadusi. Teised on kõige eksootilisemad. See on loetelu mõnest mateeria olekust ja nende omadustest:

Tahke: Tahke aine kuju ja maht on määratletud. Tahkes olekus olevad osakesed on pakitud väga lähestikku, fikseerituna korrapäraselt. Seade võib olla piisavalt tellitud, et moodustada kristall (nt NaCl või lauasoola kristall, kvarts) või see võib olla korrastamata või amorfne (nt vaha, puuvill, aknaklaas).

Vedelik: Vedelikul on määratletud maht, kuid sellel puudub määratletud kuju. Vedelas olevad osakesed ei ole pakitud nii lähestikku kui tahke aine, mis võimaldab neil libiseda üksteise vastu. Vedelike näideteks on vesi, õli ja alkohol.

Gaas: Gaasil puudub määratletud kuju või maht. Gaasiosakesed on laialt eraldatud. Gaaside näideteks on õhk ja heelium balloonis.

Plasma: Nagu gaasil, puudub ka plasmal kindel kuju või maht. Plasma osakesed on aga elektriliselt laetud ja neid eraldavad suured erinevused. Plasma näited hulka välk ja aurora.

Klaas: Klaas on amorfne tahke aine vaheühend kristalse võre ja vedeliku vahel. Mõnikord peetakse seda eraldiseisvaks olekuks, kuna sellel on tahketest või vedelikest erinevad omadused ja kuna see on metastabiilses olekus.

Ülivedelik: Ülivedelik on teine ​​vedelik, mis toimub lähedal absoluutne null. Erinevalt tavalisest vedelikust on supervedelikul null viskoossus.

Bose-Einsteini kondensaat: A Bose-Einsteini kondensaat võib nimetada viiendaks mateeria olekuks. Bose-Einsteini kondensaadis lakkavad aine osakesed käituma üksikute üksustena ja neid võib kirjeldada ühe lainefunktsiooniga.

Fermioonne kondensaat: Sarnaselt Bose-Einsteini kondensaadiga võib ka fermioonse kondensaadi osakesi kirjeldada ühe ühtlase lainefunktsiooniga. Erinevus on selles, et kondensaadi moodustavad fermioonid. Pauli välistamise põhimõtte tõttu ei saa fermioonidel olla sama kvantseisund, kuid sel juhul käituvad fermioonide paarid bosonidena.

Dropleton: See on elektronide ja aukude "kvant udu", mis voolavad sarnaselt vedelikuga.

Degenereerunud küsimus: Degenereerunud aine on tegelikult eksootiliste mateeria olekute kogum, mis toimub äärmiselt suure rõhu all (nt tähtede tuumade või selliste massiivsete planeetide nagu Jupiter) tuumades). Mõiste "degenereerunud" tuleneb viisist, kuidas mateeria võib eksisteerida kahes sama energiaga olekus, muutes need omavahel asendatavaks.

Gravitatsiooniline ainsus: Ainsus, nagu musta augu keskpunktis, on mitte asja olek. Kuid seda tuleb märkida, kuna see on massist ja energiast moodustatud "objekt", milles puudub mateeria.

Materjal võib olekuid muuta, kui energiat lisatakse või süsteemist eemaldatakse. Tavaliselt tuleneb see energia rõhu või temperatuuri muutustest. Kui mateeria olekud muutuvad, läbib see a faasisiire või faasimuutus.

• Goodstein, D L. (1985). Asjaolud. Dover Phoenix. ISBN 978-0-486-49506-4.
• Murthy, G.; et al. (1997). "Ülivedelikud ja ülejäägid pettunud kahemõõtmelistel võredel". Füüsiline ülevaade B. 55 (5): 3104. doi:10.1103 / PhysRevB.55.3104
• Sutton, A. Lk. (1993). Materjalide elektrooniline ülesehitus. Oxfordi teaduspublikatsioonid. lk. 10–12. ISBN 978-0-19-851754-2.
• Valigra, Lori (22. juuni 2005) MIT-i füüsikud loovad asja uue vormi. MIT uudised.
• Wahab, M. A. (2005). Tahkisfüüsika: materjalide struktuur ja omadused. Alfateadus. lk. 1–3. ISBN 978-1-84265-218-3.