Medžiaga turi daugybę apibrėžimų, tačiau dažniausiai tai yra ta, kuri turi bet kurią medžiagą mišios ir užima erdvę. Visi fiziniai objektai sudaryti iš materijos pavidalo atomai, kuriuos savo ruožtu sudaro protonai, neutronai ir elektronai.
Idėja, kad materiją sudarė statybiniai blokai ar dalelės, kilo graikų filosofų Democritus (470-380 m. Pr. Kr.) Ir Leucippus (490 m. Pr. Kr.) Laikais.
Medžiagos pavyzdžiai (ir kas nėra svarbu)
Medžiaga pastatyta iš atomų. Pats paprasčiausias atomas, vandenilio izotopas žinomas kaip protium, yra vienas protonas. Taigi, nors kai kurie mokslininkai subatomines daleles ne visada laiko materijos formomis, tačiau Protium galite laikyti išimtimi. Kai kurie žmonės elektronus ir neutronus taip pat laiko materijos formomis. Priešingu atveju bet kurią iš atomų sudarytą medžiagą sudaro materija. Pavyzdžiai:
- Atomai (vandenilis, helis, kalifornis, uranas)
- Molekulės (vanduo, ozonas, azoto dujos, sacharozė)
- Jonai (Ca2+, SO42-)
- Polimerai ir makromolekulės (celiuliozė, chitinas, baltymai, DNR)
- Mišiniai (aliejus ir vanduo, druska ir smėlis, oras)
- Sudėtingos formos (kėdė, planeta, rutulys)
Nors protonai, neutronai ir elektronai yra statybiniai atomų blokai, šios dalelės pačios yra paremtos fermionais. Kvarkai ir leptonai paprastai nėra laikomi materijos pavidalais, nors jie ir atitinka tam tikrus termino apibrėžimus. Daugumoje lygmenų paprasčiausia teigti, kad materiją sudaro atomai.
Antimaterija vis dar yra materija, nors dalelės sunaikina įprastą materiją, kai jos kontaktuoja viena su kita. Antimaterija natūraliai egzistuoja Žemėje, nors ir labai mažais kiekiais.
Tada yra dalykų, kurie arba neturi masės, arba bent jau neturi poilsio mišios. Nesvarbūs dalykai yra šie:
- Šviesa
- Garsas
- Šiluma
- Mintys
- Sapnai
- Emocijos
Fotonai neturi masės, todėl jie yra kažkas fizikos pavyzdžio, kuris yra ne sudarytas iš materijos. Tradicine prasme jie taip pat nelaikomi „objektais“, nes negali egzistuoti nejudančioje būsenoje.
Medžiagos fazės
Medžiaga gali egzistuoti įvairiomis fazėmis: kieta, skysta, dujomis ar plazma. Dauguma medžiagų gali pereiti tarp šių fazių, atsižvelgiant į šilumos kiekį, kurį medžiaga sugeria (arba praranda). Yra ir papildomų materijos būsenų ar fazių, įskaitant Bose-Einšteino kondensatus, fermioninius kondensatus ir kvarko-gluono plazmą.
„Matter Versus Mass“
Atminkite, kad nors materija turi masę, o masyvūs objektai turi materiją, abu terminai nėra tiksliai sinonimai, bent jau fizikoje. Medžiaga nėra konservuojama, o masė konservuojama uždarosiose sistemose. Pagal specialiojo reliatyvumo teoriją, uždaroje sistemoje materija gali išnykti. Kita vertus, mišios niekada negali būti nei sukurtos, nei sunaikintos, nors jos gali būti paverčiamos energija. Masės ir energijos suma uždaroje sistemoje išlieka pastovi.
Fizikoje vienas iš būdų atskirti masę nuo materijos yra apibrėžti materiją kaip medžiagą, susidedančią iš dalelių, turinčių poilsio masę. Nepaisant to, fizikoje ir chemijoje materija pasižymi bangų ir dalelių dvilypumu, taigi ji turi ir bangų, ir dalelių savybes.