物质
物质是所有物质都是由其组成的物质。这意味着有质量的物体。更具体地说,它们必须有静止质量,这是一种能量形式,即使物质不运动(它没有动能),极度寒冷(它没有热能),等等,它也有。物质是一个在日常生活中有时会以不同方式使用的词,而质量至少在物理学中是一个定义明确的概念和数量。它们不是同一回事,尽管它们是相关的。
普通物质是由称为原子的微小颗粒组成的。原子之间有空间,它们一直在移动或振动。当加热时,这些粒子移动得更快,距离更远,而冷却时则相反。
重子物质
日常生活中可能遇到的几乎所有物质都是重子物质。这包括任何种类的原子,并赋予这些原子以质量的特性。非重子物质,正如其名称所暗示的,是任何一种主要不由重子组成的物质。这可能包括中微子和自由电子,暗物质,如超对称粒子、轴子和黑洞。
重子的存在是宇宙学的一个重要问题。人们假定,大爆炸产生了一个重子和反重子数量相等的状态。重子的数量超过其反粒子的过程被称为重子生成。
物质的属性
物质可以通过感官直接体验。它具有可以测量的属性,例如质量、体积、密度,以及质量属性,例如味道、气味和颜色。
物质的例子
宇宙中的所有物理体都由物质构成:星系、恒星和行星、岩石、水和空气。像植物、动物和人类这样的生物体也是由物质组成。
在物理学中,宇宙还包含一些不是物质的东西,包括一些没有静止质量的基本粒子。光子(电磁辐射,如光)是一个熟悉的例子。
除了静止质量外,物质还可以包含其他形式的能量,这些能量不是物质,但允许它们通过交换动能、热能、光能、声波等相互作用。
在物理科学之外,可以有许多其他不是物质或能量的东西。就比如说,情绪可以被体验,或者想法可以被拥有。
物质状态
物理学家还将物质分为几大类,称为状态,具有相当不同的属性。
- 固体是由分子和原子组成的物质物体,它们牢固地结合在一起,即使移动时也能保持其形状,尽管它们在压力下会变形。例如:一块石头、一张桌子、一把刀、一块冰块。
- 流体是由分子和原子弱弱地结合在一起组成的物质量。它们没有适当的形状。有两种类型的液体。
- 液体包括物质的凝结形式,就像固体一样,但构成元素(分子、原子)之间的键允许它们相互移动,同时继续粘在一起:它们保持一个明确的表面。液体采用它们所包含的接受者的形状。例如:水、油、血、岩浆、软饮料。
- 气体是指构成元素(分子、原子)之间的结合非常松散或薄弱,以至于它们可以相互独立地移动的物质量。气体不表现出适当的表面,它们倾向于膨胀以占据整个可用的体积。例如:空气、水蒸气、氦气。
- 质体是由电离物质组成的,它们大多是科学家感兴趣的。例如:地球的电离层、太阳的日冕。等离子体中的粒子是一种液体和气体的混合物。粒子可以自由移动,像液体,而吸引力很弱,像气体。这种物质的状态还没有被完全理解。等离子体的一个例子可以在闪电中找到。
- 玻色-爱因斯坦凝聚物(BEC)是一种由稀薄的玻色子气体组成的物质状态,其温度被冷却到非常接近绝对零度(0K或-273.15℃)。
一定量的物质可以从一种状态变为另一种状态,这取决于其温度和压力。在地球上,水可以同时以三种状态存在:固体(冰)、液态水(湖泊、海洋)和气体(水汽或蒸汽)。
问题和答案
问:什么是物质?答:物质是所有物质都是由它组成的。它指的是具有质量和静止质量的物体,静止质量是一种能量形式,不管它是运动还是具有热能。
问:物质与质量有何不同?
答:在日常用语中,物质的使用往往是变化的,而质量是物理学中一个精确定义的概念和数量。质量具体指的是某一特定物体中的物质数量。
问:什么是静止质量?
答:静止质量是物质拥有的一种能量形式,即使它不运动或不具有热能。
问:普通物质是由什么组成的?
答:普通物质是由称为原子的微小粒子组成的,这些粒子不断运动和振动。
问:普通物质的粒子在受热时有什么表现?
答:当加热时,普通物质的粒子移动得更快,相互之间的距离也更远。
问:它们在冷却时又是如何表现的?
答:当冷却时,普通物质的粒子移动速度较慢,而且相互之间的距离较近。
问:普通物质中原子之间的空间叫什么?
答:普通物质中原子之间的空间被称为间隙空间。