تعريف المادة

بواسطة: - آخر تحديث: ١٩:٣٨ ، ٢١ ديسمبر ٢٠١٩
تعريف المادة

الذرة

معظم الذرة مساحة فارغة، إذ تتكون المساحة الباقية من نواة موجبة الشحنة وتتكون من البروتونات والنيوترونات محاطة بسحابة من الإلكترونات سالبة الشحنة، والنواة صغيرة جدًا ولها كثافة عالية مقارنة بالإلكترونات التي تعد أخف جسيمات مشحونة في الطبيعة، وتنجذب الإلكترونات لأي شحنة موجبة بواسطة قوتها الكهربائية، وتعد الذرة أصغر وحدة في المادة و لها خصائص مميزة لكل عنصر كيميائي ولكل مادة، لذلك فإنّ تعريف المادة سيكون حديث هذا المقال.[١]

تعريف المادة

هناك العديد من التعاريف الممكنة للمادة في العلوم، ويمكن تعريف المادة بأنّها أي شيء له كتلة ويأخذ مساحة، وتتطلب المادة جسيمًا واحدًا على الأقل من الذرة،[٢] كما يمكن تعريف المادة أيضًا بأنّا الشيء الذي يشكل الكون؛ فكل ما يشغل الفضاء وله كتلة هو مادة، وتتكون كل المواد من ذرات، والتي تتكون بدورها من البروتونات والنيوترونات والإلكترونات، وتتجمع الذرات لتشكيل جزيئات، والتي هي أساس بناء جميع أنواع المادة،ووفقا لجامعة ولاية واشنطن يتم تجميع كل من الجزيئات معًا بواسطة نوع من الطاقة تسمى الطاقة الكيميائية،على عكس الطاقة الحركية؛ وهي طاقة الجسم المتحرك.[٣]

حالات المادة

تقسم حالات المادة الفيزيائية إلى حالات طبيعية وحالات من صنع الإنسان، والحالات الطبيعية أربعة: وهي المواد الصلبة والسوائل والغازات والبلازما، أما الحالة الخامسة هي مكثفات بوز-آينشتاين وهي من صنع الإنسان، وفيما يأتي بيان لتعريف المادة في هذه الحالات وأهم خصائصها:[٣]

الحالة الصلبة

في الحالة الصلبة تكون الجزيئات فيها متراصة بإحكام بحيث لا تتحرك كثيرًا، وتهتز إلكترونات كل ذرة بشكل مستمر، وبالتالي فإنّ الذرات لها اهتزاز صغير لكنها ثابتة في موقعها، وبسبب هذا فإنّ الجسيمات والدقائق في المادة الصلبة لديها طاقة حركية منخفضة للغاية، والمواد الصلبة لها شكل محدد، وكذلك الكتلة والحجم، ولا تتفق مع شكل الوعاء التي توضع فيه، ولديها أيضًا كثافة عالية، وهذا يعني أنّ الجزيئات متراصة بإحكام معًا[٣].

الحالة السائلة

في السائل تكون الدقائق متباعدة عن بعضها بشكل أكبر من المادة الصلبة وتكون قادرة على التدفق حول بعضها البعض، مما يعطي السائل شكلًا غير محدد، لذلك فإنّ السائل يتوافق مع شكل الوعاء الذي يوضع به، وبالتالي له حجم محدد ولكن شكل غير محدد ومن الصعب ضغط السوائل، ومعظم السوائل ذات كثافة أقل من المواد الصلبة[٣].

الحالة الغازية

في الغازات تكون الدقائق متباعدة عن بعضها البعض ولديها طاقة حركية عالية، بالتالي الغاز ليس له شكل محدد أو حجم محدد، فإذا لم يتم حصرها، فسوف تنتشر جزيئات الغاز إلى أجل غير مسمى؛ وإذا كان محصورًا، فسيتم توزيع الغاز لملء الوعاء الخاص به[٣].

البلازما

البلازما ليست حالة شائعة للمادة هنا على الأرض، لكنها قد تكون الحالة الأكثر شيوعًا للمادة في الكون، وفقًا لمختبر جيفرسون فالنجوم هي أساسا كرات مضيئة من البلازما، تتكون البلازما من جزيئات مشحونة للغاية مع طاقة حركية عالية جدًا[٣].

مكثفات بوز أينشتاين

تم إنشاء المكثفات من قبل العلماء في عام 1995م باستخدام مزيج من الليزر والمغناطيس، إذ إنّهم قاموا بتبريد عينة من الروبيديوم إلى بضع درجات من الصفر المطلق، وعند درجات الحرارة المنخفضة جدًا تقترب الحركة الجزيئية من التوقف، وعندئذ لا تنتقل الطاقة الحركية تقريبًا من ذرة إلى أخرى، وتبدأ الذرات في التكتل معًا، ولا يتبقى آلاف من الذرات المنفصلة، بل ذرة واحدة فقط، كما تستخدم مكثفات بوز- أينشتاين لدراسة ميكانيكا الكم، حيث إنّ الضوء يتباطأ أثناء مروره عبر هذه المكثفات مما يسمح للعلماء بدراسة المفارقة بين الجسيمات والموجات، وتحتوي المكثفات على العديد من خصائص السوائل الفائقة، أو السائل الذي يتدفق دون احتكاك، وتستخدم أيضًا لمحاكاة الظروف التي قد توجد في الثقوب السوداء[٣].

المراجع[+]

  1. "atom", www.britannica.com, Retrieved 19-12-2019. Edited.
  2. "Matter: Definition and Examples", www.thoughtco.com, Retrieved 18-12-2019. Edited.
  3. ^ أ ب ت ث ج ح خ "Matter: Definition & the Five States of Matter", www.livescience.com, Retrieved 18-12-2019. Edited.