يقدم لكم اليوم القارئ العزيز بحثًا عن المادة، وتُعرف المادة على أنها كل شيء له شكل وكتلة وحجم ويشغل حيزًا من الفراغ .
كل ما يلامسه الإنسان يعتبر مادة، وكل ما يمكن له لمسه يندرج تحت تصنيف المواد، ويوجد أيضًا ما لا يمكنه لمسه مثل الكواكب الأخرى ولكنها تعتبر مواد، وكذلك الهواء الذي لا يمكن رؤيته يعتبر مادة لأنه يتكون من ذرات لعدة غازات مختلفة.
تتألف كل مادة من مجموعة من الذرات، حيث تعتبر الذرة هي الوحدة الأصغر لبناء المادة، وتختلف المواد بناء على درجة اقتراب الذرات من بعضها أو ابتعادها بما يعرف بالمسافات الجزيئية أو المسافات البينية، ويتم من خلال ذلك تصنيف المواد إلى صلبة أو سائلة أو غازية. وتعتبر هذه الثلاث حالات الأكثر شيوعا للمواد، لكن ذلك لا يمنع وجود حالات أخرى غير مشهورة. ولمعرفة حالات المادة، يجب البقاء معنا في هذه الموسوعة .
بحث عن المادة
تتألف المواد من ذرات، وتتكون الذرات من جسيمات أصغر حجمًا تسمى البروتونات والنيوترونات والإلكترونات
- الإلكترونات سالبة الشحنة الكهربية .
- البروتونات موجبة الشحنة الكهربية
- النيوترونات متعادلة الشحنة الكهربية .
أنواع المادة
تتوفر للمادة ثلاث حالات شهيرة وهي الحالة الصلبة والحالة السائلة والحالة الغازية، بالإضافة إلى حالة رابعة تسمى حالة البلازما وتتوفر في ظروف خاصة، وفيما يلي تفصيل كل نوع من الحالات
- الحالة الصلبة : تتميز المواد الصلبة بتماسك جزيئاتها نتيجة انخفاض المسافات بين الجزيئات، وتتميز بشكل محدد لا يمكن تغييره بسهولة، ومن بين المواد الصلبة التي لا تتحول إلى الحالة السائلة الخشب والصخر، وتوجد بعض المواد التي يتم تحويلها من الحالة السائلة إلى الصلبة والعكس، مثل الماء وبعض المعادن.
- الحالة السائلة: تتميز الذرات في الحالة السائلة بأنها تكون متراصة وقريبة من بعضها البعض، ولكن ليس بنفس درجة الحالة الصلبة، كما تتميز الحالة السائلة عن الحالة الصلبة بقدرتها على التدفق والحركة، ولديها القدرة على تغيير شكلها، ومن أمثلة الحالة السائلة الماء .
- الحالة الغازية : تعتبر المادة في حالتها الغازية أقل تماسكًا من الحالتين السابقتين، وتتمتع الغازات بالحرية في الحركة بأي اتجاه، ويتميزون بعدم وجود شكل أو حجم محدد، ولذلك يمكن ضغطها بسهولة مثل أنابيب غاز البوتاجاز.
حالات خاصة للمادة
حالة البلازما هي أحد الحالات الخاصة للمادة وتعرف بشكل كامل فيما يلي
- البلازما : هي حالة خاصة من حالات المادة حيث تكون الإلكترونات حرة وغير مرتبطة بالذرة أو الجزيء، ويمكن وصفها بأنها غاز في حالة التأين، ومن أمثلة البلازما: البرق وسطح الشمس .
- الميوعة الفائقة : هذه حالة خاصة أخرى للمادة، حيث تأخذ السوائل شكلاً غير عادي، وتم اكتشاف هذه الحالة لأول مرة مع الهيليوم السائل عند درجة حرارة 2.17 كلفن. في هذه الدرجة، يختفي الاحتكاك الداخلي في السائل، وتصل لزوجة السائل إلى الصفر. وفي هذه الحالة، لا تلتصق السوائل بأي مادة أخرى، ويمكنها بشكل مدهش العبور خلال المواد التي تحجز السوائل وتمنعها من التدفق، ولا يوجد شيء يعيق قدرتها أو يؤثر على سرعتها .
- الكثافة الفرمونية : يتمثل هذا الحالة الميوعة الفائقة في إنتاج فرميونات عند درجة حرارة منخفضة جدًا، وهي حالة مشابهة لكثافة بوز اينشتاين، وتحدث تحت ظروف مشابهة لكن بالمقابل فإن الكثافة المنخفضة مكونة من فرميونات وليست بوزات .
- كثافة بوز اينشتاين : هي حالة من حالات البلورات الفائقة التي تتشكل بواسطة البوزونات عند درجات حرارة قريبة جدًا من الصفر المطلق، وهذا يختلف عن الكثافة الفرميونية التي تتشكل من خلال الفرميونات .
- نواة نجم نيوتروني : نظرًا للكثافة الشديدة لنوى النجوم النيوترونية، فإن المادة فيها تختلف عن أي حالة أخرى من حالات المادة التي تم تناولها سابقًا، حيث تتميز النجوم النيوترونية بكتلة تتراوح بين 1.5 إلى 3 كتل شمسية وقطر يبلغ 12 كم، وتكتسب كثافة هائلة تجعل الإلكترونات والبروتونات في نواتها تندمج لتشكل نيوترونات وبالتالي تمنع النواة من الانهيار .
- بلازما كوارك غلوون : الغلون هو الجسيم الأول المسئول عن تكوين التفاعل بالقوة النووية الشديدة، وهو المسئول عن ربط البروتونات والنيوترونات في نواة الذرة، وتعتبر حالة الغلوون حالة لم يتم رصدها سابقًا في الطبيعة، ولم يتم إنتاجها أيضًا في المختبرات، ويعتقد أنها كانت موجودة في فترة مبكرة من تاريخ الكون .
- المادة المتحللة : الحالة التي يكون فيها المادة مضغوطة جدًا، مثل ما يحدث داخل نواة النجوم الضخمة، حيث تكون الغازات مضغوطة بشكل فائق نتيجة للكثافة العالية لتلك الغازات وليس بسبب شدة الحرارة .
