องค์ประกอบพื้นฐานของการศึกษาวิทยาศาสตร์ธรรมชาติอย่างล้นหลามเป็นเรื่องสำคัญ ในบทความนี้เราจะพิจารณาแนวคิด ประเภทของสสาร รูปแบบของการเคลื่อนที่ และคุณสมบัติของมัน
อะไรนะ
แนวคิดเรื่องสสารได้เปลี่ยนแปลงและปรับปรุงมาเป็นเวลาหลายศตวรรษ ดังนั้นเพลโตปราชญ์ชาวกรีกโบราณจึงเห็นว่ามันเป็นรากฐานของสิ่งต่าง ๆ ซึ่งต่อต้านความคิดของพวกเขา อริสโตเติลกล่าวว่าเป็นสิ่งที่นิรันดร์ที่ไม่สามารถสร้างหรือทำลายได้ ต่อมา นักปรัชญา Democritus และ Leucippus ได้นิยามสสารว่าเป็นสสารพื้นฐานชนิดหนึ่งที่ประกอบเป็นร่างกายทั้งหมดในโลกของเราและในจักรวาล
V. I. Lenin เป็นผู้กำหนดแนวคิดสมัยใหม่ของสสาร โดยเป็นหมวดหมู่วัตถุประสงค์ที่เป็นอิสระและเป็นอิสระซึ่งแสดงออกโดยการรับรู้ของมนุษย์ ความรู้สึก มันสามารถคัดลอกและถ่ายภาพได้
คุณสมบัติของสสาร
ลักษณะสำคัญของสสารมีสามคุณสมบัติ:
- อวกาศ
- เวลา
- เคลื่อนไหว
คุณสมบัติทางมาตรวิทยาสองอันแรกต่างกัน กล่าวคือ สามารถวัดเชิงปริมาณด้วยเครื่องมือพิเศษ วัดพื้นที่ในหน่วยเมตรและอนุพันธ์ และเวลาในหน่วยชั่วโมง นาที วินาที เช่นเดียวกับวัน เดือน ปี ฯลฯ เวลายังมีคุณสมบัติอื่นที่สำคัญไม่แพ้กัน นั่นคือ การย้อนกลับไม่ได้ เป็นไปไม่ได้ที่จะกลับไปยังจุดเวลาเริ่มต้นใดๆ เวกเตอร์เวลามักมีทิศทางเดียวและเคลื่อนจากอดีตไปยังอนาคต ต่างจากเวลา พื้นที่เป็นแนวคิดที่ซับซ้อนกว่าและมีมิติสามมิติ (ความสูง ความยาว ความกว้าง) ดังนั้นสสารทุกชนิดจึงสามารถเคลื่อนที่ในอวกาศได้ในช่วงระยะเวลาหนึ่ง
รูปแบบการเคลื่อนที่ของสสาร
ทุกสิ่งที่อยู่รอบตัวเราเคลื่อนที่ไปในอวกาศและโต้ตอบซึ่งกันและกัน การเคลื่อนตัวเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและเป็นสมบัติหลักที่สสารทุกประเภทมี ในขณะเดียวกัน กระบวนการนี้สามารถดำเนินการได้ไม่เฉพาะระหว่างปฏิสัมพันธ์ของวัตถุหลายอย่างเท่านั้น แต่ยังรวมถึงภายในตัวสารด้วยทำให้เกิดการดัดแปลง รูปแบบการเคลื่อนที่ของสสารต่อไปนี้มีความโดดเด่น:
กลไกคือการเคลื่อนที่ของวัตถุในอวกาศ (แอปเปิ้ลที่ตกลงมาจากกิ่งไม้ กระต่ายกำลังวิ่ง)
- กายภาพ - เกิดขึ้นเมื่อร่างกายเปลี่ยนลักษณะ (เช่น สถานะของการรวมกลุ่ม) ตัวอย่าง: หิมะละลาย น้ำระเหย ฯลฯ
- เคมี - การดัดแปลงองค์ประกอบทางเคมีของสาร (การกัดกร่อนของโลหะ การเกิดออกซิเดชันของกลูโคส)
- ทางชีวภาพ - เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตและแสดงลักษณะการเจริญเติบโตของพืช เมแทบอลิซึม การสืบพันธุ์ ฯลฯ
- รูปแบบโซเชียล - กระบวนการปฏิสัมพันธ์ทางสังคม: การสื่อสาร การประชุม การเลือกตั้ง ฯลฯ
- ธรณีวิทยา - แสดงลักษณะการเคลื่อนที่ของสสารในเปลือกโลกและส่วนลึกของดาวเคราะห์: แกนกลาง, เสื้อคลุม
รูปแบบข้างต้นทั้งหมดเชื่อมโยงถึงกัน เสริมกัน และสามารถใช้แทนกันได้ พวกเขาไม่สามารถอยู่ได้ด้วยตัวเองและไม่พึ่งตนเอง
คุณสมบัติของสสาร
วิทยาศาสตร์โบราณและสมัยใหม่ประกอบขึ้นด้วยคุณสมบัติหลายประการ ลักษณะทั่วไปและชัดเจนที่สุดคือการเคลื่อนไหว แต่มีคุณสมบัติสากลอื่นๆ:
- เธอนั้นสร้างไม่ได้และทำลายไม่ได้ คุณสมบัตินี้หมายความว่าร่างกายหรือสสารใด ๆ ดำรงอยู่ชั่วระยะเวลาหนึ่ง เจริญขึ้น สิ้นไปเป็นวัตถุดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม สสารไม่ได้หยุดอยู่แต่เพียงแปรสภาพเป็นอย่างอื่น
- เธออยู่ในอวกาศนิรันดร์และไม่มีที่สิ้นสุด
- การเคลื่อนไหว การเปลี่ยนแปลง การปรับเปลี่ยนอย่างต่อเนื่อง
- พรหมลิขิต อาศัยปัจจัยก่อกำเนิดและเหตุ คุณสมบัตินี้เป็นคำอธิบายประเภทหนึ่งเกี่ยวกับที่มาของสสารอันเป็นผลมาจากปรากฏการณ์บางอย่าง
ประเภทพื้นฐาน
นักวิทยาศาสตร์สมัยใหม่แยกแยะสสารพื้นฐานสามประเภท:
- สารที่มีมวลอยู่นิ่งเป็นชนิดที่พบบ่อยที่สุด มันสามารถประกอบด้วยอนุภาค โมเลกุล อะตอม ตลอดจนสารประกอบที่ประกอบเป็นร่างกาย
- สนามกายคือสสารวัสดุพิเศษซึ่งได้รับการออกแบบเพื่อให้แน่ใจว่ามีปฏิสัมพันธ์ของวัตถุ (สาร)
- สูญญากาศทางกายภาพ - คือสภาพแวดล้อมของวัสดุที่มีระดับพลังงานต่ำสุด
ต่อไปมาดูแต่ละประเภทกันดีกว่า
สาร
สสารเป็นสสารชนิดหนึ่ง คุณสมบัติหลักคือความไม่ต่อเนื่อง นั่นคือ ความไม่ต่อเนื่อง ข้อจำกัด โครงสร้างประกอบด้วยอนุภาคที่เล็กที่สุดในรูปของโปรตอน อิเล็กตรอน และนิวตรอนที่ประกอบเป็นอะตอม อะตอมรวมกันเกิดเป็นโมเลกุล ก่อตัวเป็นสสาร ซึ่งจะกลายเป็นร่างกายหรือสารของเหลว
สารใด ๆ มีลักษณะเฉพาะหลายประการที่แตกต่างจากสารอื่น: มวล, ความหนาแน่น, จุดเดือดและจุดหลอมเหลว, โครงสร้างตาข่ายคริสตัล ภายใต้เงื่อนไขบางประการ สามารถผสมและผสมสารต่างๆ ได้ ในธรรมชาติ พวกมันเกิดขึ้นในสามสถานะของการรวมตัว: ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ ในกรณีนี้ สถานะการรวมตัวเฉพาะจะสอดคล้องกับเงื่อนไขของเนื้อหาของสารและความเข้มข้นของปฏิกิริยาระดับโมเลกุลเท่านั้น แต่ไม่ใช่ลักษณะเฉพาะของสาร ดังนั้นน้ำที่อุณหภูมิต่างกันจึงสามารถเกิดเป็นของเหลว ของแข็ง และก๊าซได้
สนามกาย
ประเภทของสสารทางกายภาพรวมถึงองค์ประกอบเช่นฟิลด์ทางกายภาพด้วย เป็นระบบชนิดหนึ่งที่วัตถุมีปฏิสัมพันธ์กัน สนามไม่ใช่วัตถุอิสระ แต่เป็นพาหะของคุณสมบัติเฉพาะของอนุภาคที่ก่อตัวขึ้น ดังนั้น โมเมนตัมที่ปล่อยออกมาจากอนุภาคหนึ่งแต่ไม่ถูกดูดซับโดยอีกอนุภาคหนึ่งจึงเป็นคุณลักษณะทุ่งนา
พื้นที่ทางกายภาพเป็นรูปแบบของสสารที่จับต้องไม่ได้จริง ๆ ซึ่งมีคุณสมบัติของความต่อเนื่อง สามารถจำแนกได้ตามเกณฑ์ต่างๆ:
- ขึ้นอยู่กับประจุที่สร้างสนาม ได้แก่ สนามไฟฟ้า สนามแม่เหล็ก และสนามโน้มถ่วง
- โดยธรรมชาติของการเคลื่อนที่ของประจุ: สนามไดนามิก, สถิติ (ประกอบด้วยอนุภาคประจุที่อยู่กับที่สัมพันธ์กัน).
- โดยธรรมชาติทางกายภาพ: มาโคร- และไมโครฟิลด์ (สร้างโดยการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุแต่ละตัว)
- ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมของการดำรงอยู่: ภายนอก (ซึ่งล้อมรอบอนุภาคที่มีประจุ), ภายใน (สสารภายใน), จริง (มูลค่ารวมของฟิลด์ภายนอกและภายใน)
เครื่องดูดสูญญากาศ
ในศตวรรษที่ 20 คำว่า "สูญญากาศทางกายภาพ" ปรากฏในฟิสิกส์เป็นการประนีประนอมระหว่างนักวัตถุนิยมและนักอุดมคติเพื่ออธิบายปรากฏการณ์บางอย่าง อดีตระบุคุณสมบัติของวัสดุในขณะที่หลังอ้างว่าสูญญากาศเป็นเพียงความว่างเปล่า ฟิสิกส์สมัยใหม่หักล้างการตัดสินของนักอุดมคติและพิสูจน์ว่าสุญญากาศเป็นสื่อกลางทางวัตถุหรือที่เรียกว่าสนามควอนตัม จำนวนอนุภาคในนั้นเท่ากับศูนย์ ซึ่งอย่างไรก็ตาม ไม่ได้ป้องกันลักษณะที่ปรากฏระยะสั้นของอนุภาคในระยะกลาง ในทฤษฎีควอนตัม ระดับพลังงานของสุญญากาศเชิงกายภาพถือเป็นค่าต่ำสุดอย่างมีเงื่อนไข นั่นคือ เท่ากับศูนย์ อย่างไรก็ตาม มันได้รับการพิสูจน์จากการทดลองแล้วว่าสนามพลังงานสามารถรับประจุได้ทั้งประจุลบและประจุบวก มีข้อสันนิษฐานว่าจักรวาลเกิดขึ้นได้อย่างแม่นยำในสภาวะสูญญากาศทางกายภาพที่ตื่นเต้น
โครงสร้างของสูญญากาศทางกายภาพยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างเต็มที่ แม้ว่าจะทราบคุณสมบัติหลายอย่างก็ตาม ตามทฤษฎีหลุมของ Dirac สนามควอนตัมประกอบด้วยการเคลื่อนที่ของควอนตัมที่มีประจุเหมือนกัน องค์ประกอบของควอนตัมเองยังคงไม่ชัดเจน กลุ่มของที่เคลื่อนที่ในรูปแบบของกระแสคลื่น
