事情 , 物质物质 构成 可观察的 宇宙 并与能量一起构成一切客观现象的基础。
在最基本的层面上,物质由基本粒子组成,称为 夸克 和轻子(包括电子的基本粒子类别)。夸克结合成质子和 中子 并且与电子一起形成元素周期表中元素的原子,例如氢、氧和铁。原子可以进一步结合成分子,例如水分子,H二O. 大量原子或分子反过来构成了日常生活的主体。
物质的状态 物质的三种最熟悉的形式或状态是固体、液体和气体。加热和冷却物质可能会使其从一种状态变为另一种状态。当材料改变状态时,其最小单位(称为分子)的行为会有所不同。然而,材料的分子不会分裂并形成不同的材料。它们保持不变。状态的变化是可逆的变化。大英百科全书,股份有限公司。 查看本文的所有视频
取决于 温度 和其他条件,物质可能出现在几个 状态 .例如,在常温下, 金子 是固体, 水 是液体,并且 氮 是一种气体,由某些特征定义:固体保持其形状,液体呈现容纳它们的容器的形状,气体充满整个容器。这些状态可以进一步分为子组。例如,固体可分为具有结晶或 无定形的 结构或金属的、离子的、共价的或分子的固体,基于将这些物质结合在一起的键的种类 构成 原子。不太明确定义的物质状态包括等离子体,它是高温下的电离气体;泡沫,结合了液体和固体的各个方面;和簇,它们是少量原子或分子的集合,显示出原子级和块状特性。
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然而,任何类型的所有物质都具有惯性的基本属性,正如艾萨克牛顿的三个 运动定律 ——防止物质身体对试图改变其静止或运动状态的尝试做出即时反应。物体的质量是衡量这种变化阻力的标准;启动大型远洋客轮比推动自行车要困难得多。另一个普遍属性是引力质量,宇宙中的每个物理实体都以相互吸引的方式起作用,正如牛顿首先陈述的那样,后来被提炼成一个新的 概念的 阿尔伯特·爱因斯坦的表格。
1,000,000,001 − 1,000,000,000 = 1 当物质遇到反物质时,粒子会相互湮灭。那么,在我们不断进化的宇宙中,为什么还有任何物质存在? Brian Greene 讨论了中微子不对称性研究的进展。这个视频是他的一集 每日方程式 系列。世界科学节(Britannica Publishing Partner) 查看本文的所有视频
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尽管关于物质的基本思想可以追溯到牛顿甚至更早的亚里士多德的自然哲学,但对物质的进一步理解以及新的谜题在 20 世纪初开始出现。爱因斯坦的狭义相对论(1905)表明物质(作为质量)和能量可以根据著名的方程相互转换 是 = 米 C 二, 在哪里 是 是能量, 米 是质量,并且 C 是光速。例如,这种转变发生在核裂变期间,其中铀等重元素的原子核分裂成两个总质量较小的碎片,质量差异作为能量释放。爱因斯坦的引力理论,也称为广义相对论(1916 年),以实验观察到的惯性质量和引力质量等价为中心假设,并表明引力是如何从物质引入周围时空连续体的扭曲中产生的.
量子力学进一步复杂了物质的概念,其根源可以追溯到马克斯·普朗克在 1900 年对热体发出的电磁辐射特性的解释。在里面 量子 看来,基本粒子的行为既像小球,又像在空间中传播的波——一种看似 悖论 这尚未完全解决。物质意义的额外复杂性来自于 1930 年代开始的天文观测,这些观测表明宇宙的很大一部分由暗物质组成。这种不可见的材料不影响光,只能通过其引力效应被检测到。其详细性质尚未确定。
另一方面,通过当代对统一场论的探索,将基本粒子之间的四种相互作用(强力、弱力和电磁力,不包括引力)中的三种置于一个单一的概念中。框架,物理学家可能即将解释质量的起源。尽管尚未推导出完全令人满意的大统一理论 (GUT),但 Sheldon Glashow、Abdus Salam 和 Steven Weinberg(因这项工作共享 1979 年诺贝尔物理学奖)的电弱理论的一个组成部分预测,一个基本的亚原子粒子被称为 希格斯玻色子 赋予所有已知基本粒子质量。经过多年使用最强大的粒子加速器进行的实验,科学家们终于在 2012 年宣布发现了希格斯玻色子。
对于散装物质的性质、状态和行为的详细处理, 看 固体、液体和气体以及特定的形式和类型,例如 水晶 和金属。
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