Բնական գիտությունների ճնշող թվի ուսումնասիրության հիմնարար տարրը նյութն է: Այս հոդվածում մենք կքննարկենք նյութի հայեցակարգը, տեսակները, նրա շարժման ձևերը և հատկությունները:
Ի՞նչ է նյութը?
Շատ դարեր շարունակ նյութի հասկացությունը փոխվել և բարելավվել է: Այսպիսով, հին հույն փիլիսոփա Պլատոնը այն տեսնում էր որպես իրերի ենթաշերտ, որը հակադրվում է նրանց գաղափարին։ Արիստոտելն ասում էր, որ դա հավերժական մի բան է, որը հնարավոր չէ ոչ ստեղծել, ոչ ոչնչացնել: Հետագայում փիլիսոփաներ Դեմոկրիտը և Լևկիպոսը սահմանեցին նյութը որպես մի տեսակ հիմնարար նյութ, որը կազմում է մեր աշխարհի և Տիեզերքի բոլոր մարմինները:
Նյութի ժամանակակից հայեցակարգը տվել է Վ. Ի. Լենինը, ըստ որի այն անկախ և անկախ օբյեկտիվ կատեգորիա է, որն արտահայտվում է մարդու ընկալմամբ, սենսացիաներով, կարելի է նաև պատճենել և լուսանկարել։
Նյութի հատկանիշներ
Նյութի հիմնական բնութագրերը երեք հատկանիշ են.
- Տիեզերք.
- Ժամանակ.
- Շարժում.
Առաջին երկուսը տարբերվում են չափագիտական հատկություններով, այսինքն՝ քանակապես կարելի է չափել հատուկ գործիքներով։ Տարածությունը չափվում էմետրերով և դրա ածանցյալներով, իսկ ժամանակը` ժամերով, րոպեներով, վայրկյաններով, ինչպես նաև օրերով, ամիսներով, տարիներով և այլն: Ժամանակն ունի նաև մեկ այլ, ոչ պակաս կարևոր հատկություն` անշրջելիությունը: Անհնար է վերադառնալ ցանկացած սկզբնական ժամանակային կետի, ժամանակի վեկտորը միշտ ունի միակողմանի ուղղություն և շարժվում է անցյալից դեպի ապագա։ Ի տարբերություն ժամանակի՝ տարածությունն ավելի բարդ հասկացություն է և ունի եռաչափ չափում (բարձրություն, երկարություն, լայնություն): Այսպիսով, բոլոր տեսակի նյութերը կարող են տեղաշարժվել տարածության մեջ որոշակի ժամանակահատվածում:
Նյութերի շարժման ձևեր
Այն, ինչ մեզ շրջապատում է, շարժվում է տարածության մեջ և փոխազդում է միմյանց հետ: Շարժումը տեղի է ունենում անընդհատ և այն հիմնական հատկությունն է, որն ունեն նյութի բոլոր տեսակները: Մինչդեռ այս գործընթացը կարող է ընթանալ ոչ միայն մի քանի առարկաների փոխազդեցության ժամանակ, այլ նաև բուն նյութի ներսում՝ առաջացնելով նրա փոփոխությունները։ Առանձնացվում են նյութի շարժման հետևյալ ձևերը՝
Մեխանիկականը տարածության մեջ առարկաների շարժումն է (ճյուղից ընկած խնձոր, վազող նապաստակ):
- Ֆիզիկական - առաջանում է, երբ մարմինը փոխում է իր բնութագրերը (օրինակ՝ ագրեգացման վիճակը): Օրինակներ՝ ձյունը հալվում է, ջուրը գոլորշիանում և այլն։
- Քիմիական - նյութի քիմիական կազմի փոփոխություն (մետաղների կոռոզիա, գլյուկոզայի օքսիդացում)
- Կենսաբանական - տեղի է ունենում կենդանի օրգանիզմներում և բնութագրում է վեգետատիվ աճը, նյութափոխանակությունը, վերարտադրությունը և այլն:
- Սոցիալական ձև՝ գործընթացներսոցիալական փոխազդեցություն. հաղորդակցություն, հանդիպումներ, ընտրություններ և այլն:
- Երկրաբանական - բնութագրում է նյութի շարժումը երկրակեղևում և մոլորակի ընդերքում՝ միջուկ, թիկնոց:
Նյութի վերը նշված բոլոր ձևերը փոխկապակցված են, փոխլրացնող և փոխարինելի: Նրանք չեն կարող ինքնուրույն գոյություն ունենալ և ինքնաբավ չեն:
Նյութի հատկություններ
Հին և ժամանակակից գիտությունը նյութին վերագրում էր բազմաթիվ հատկություններ: Ամենատարածվածն ու ակնհայտը շարժումն է, բայց կան այլ ունիվերսալ հատկություններ.
- Նա անստեղծ է և անխորտակելի: Այս հատկությունը նշանակում է, որ ցանկացած մարմին կամ նյութ գոյություն ունի որոշ ժամանակով, զարգանում է, դադարում է գոյություն ունենալ որպես բնօրինակ առարկա, սակայն նյութը չի դադարում գոյություն ունենալ, այլ պարզապես վերածվում է այլ ձևերի։
- Նա հավերժ է և անսահման տիեզերքում:
- Անընդհատ շարժում, վերափոխում, փոփոխություն։
- Նախասահմանություն, կախվածություն գեներացնող գործոններից և պատճառներից. Այս հատկությունը նյութի ծագման մի տեսակ բացատրություն է՝ որպես որոշակի երևույթների հետևանք։
Նյութերի հիմնական տեսակներ
Ժամանակակից գիտնականները առանձնացնում են նյութի երեք հիմնական տեսակ.
- Հանգստի ժամանակ որոշակի զանգված ունեցող նյութը ամենատարածված տեսակն է: Այն կարող է բաղկացած լինել մասնիկներից, մոլեկուլներից, ատոմներից, ինչպես նաև դրանց միացություններից, որոնք կազմում են ֆիզիկական մարմին։
- Ֆիզիկական դաշտը հատուկ նյութական նյութ է, որը նախատեսված է ապահովելու առարկաների (նյութերի) փոխազդեցությունը։
- Ֆիզիկական վակուում - էներգիայի ամենացածր մակարդակ ունեցող նյութական միջավայրն է:
Հաջորդը, եկեք ավելի սերտ նայենք տեսակներից յուրաքանչյուրին:
Նյութ
Նյութը նյութի տեսակ է, որի հիմնական հատկությունը դիսկրետությունն է, այսինքն՝ անշարունակությունը, սահմանափակությունը։ Նրա կառուցվածքը ներառում է ատոմը կազմող պրոտոնների, էլեկտրոնների և նեյտրոնների տեսքով ամենափոքր մասնիկները։ Ատոմները միավորվում են՝ ձևավորելով մոլեկուլներ՝ առաջացնելով նյութ, որն իր հերթին ձևավորում է ֆիզիկական մարմին կամ հեղուկ նյութ։
Ցանկացած նյութ ունի մի շարք անհատական հատկանիշներ, որոնք տարբերում են նրան մյուսներից՝ զանգված, խտություն, եռման և հալման կետ, բյուրեղային ցանցի կառուցվածք: Որոշակի պայմաններում տարբեր նյութեր կարելի է միացնել և խառնել։ Բնության մեջ դրանք հանդիպում են ագրեգացման երեք վիճակում՝ պինդ, հեղուկ և գազային։ Այս դեպքում ագրեգացման կոնկրետ վիճակը համապատասխանում է միայն նյութի պարունակության պայմաններին և մոլեկուլային փոխազդեցության ինտենսիվությանը, բայց նրա անհատական բնութագիրը չէ: Այսպիսով, տարբեր ջերմաստիճանների ջուրը կարող է ստանալ հեղուկ, պինդ և գազային ձևեր։
Ֆիզիկական դաշտ
Ֆիզիկական նյութի տեսակները ներառում են նաև այնպիսի բաղադրիչ, ինչպիսին է ֆիզիկական դաշտը: Դա մի տեսակ համակարգ է, որտեղ նյութական մարմինները փոխազդում են։ Դաշտը անկախ օբյեկտ չէ, այլ ավելի շուտ այն ձևավորած մասնիկների հատուկ հատկությունների կրող: Այսպիսով, մի մասնիկից արձակված, բայց մյուսի կողմից չներծծվող իմպուլսը հատկանիշ էդաշտեր։
Ֆիզիկական դաշտերը նյութի իրական ոչ նյութական ձևեր են, որոնք ունեն շարունակականության հատկություն: Դրանք կարելի է դասակարգել ըստ տարբեր չափանիշների՝
- Կախված դաշտ առաջացնող լիցքից՝ լինում են՝ էլեկտրական, մագնիսական և գրավիտացիոն դաշտեր։
- Լիցքերի շարժման բնույթով. դինամիկ դաշտ, վիճակագրական (պարունակում է լիցքավորված մասնիկներ, որոնք միմյանց նկատմամբ անշարժ են):
- Ֆիզիկական բնույթով. մակրո և միկրոդաշտեր (ստեղծվել են առանձին լիցքավորված մասնիկների շարժմամբ):
- Կախված գոյության միջավայրից՝ արտաքին (որը շրջապատում է լիցքավորված մասնիկները), ներքին (դաշտը նյութի ներսում), ճշմարիտ (արտաքին և ներքին դաշտերի ընդհանուր արժեքը):
Ֆիզիկական վակուում
20-րդ դարում «ֆիզիկական վակուում» տերմինը հայտնվեց ֆիզիկայում՝ որպես փոխզիջում մատերիալիստների և իդեալիստների միջև՝ որոշ երևույթներ բացատրելու համար: Առաջինը դրան վերագրում էր նյութական հատկություններ, իսկ երկրորդները պնդում էին, որ վակուումը ոչ այլ ինչ է, քան դատարկություն: Ժամանակակից ֆիզիկան հերքել է իդեալիստների դատողությունները և ապացուցել, որ վակուումը նյութական միջավայր է, որը նաև կոչվում է քվանտային դաշտ։ Դրանում մասնիկների թիվը հավասար է զրոյի, ինչը, սակայն, չի խանգարում միջանկյալ փուլերում մասնիկների կարճաժամկետ տեսքին։ Քվանտային տեսության մեջ ֆիզիկական վակուումի էներգիայի մակարդակը պայմանականորեն ընդունվում է որպես նվազագույն, այսինքն՝ հավասար զրոյի։ Այնուամենայնիվ, փորձնականորեն ապացուցված է, որ էներգետիկ դաշտը կարող է ընդունել ինչպես բացասական, այնպես էլ դրական լիցքեր։ Կա վարկած, որՏիեզերքն առաջացել է հենց հուզված ֆիզիկական վակուումի պայմաններում։
Ֆիզիկական վակուումի կառուցվածքը դեռ ամբողջությամբ ուսումնասիրված չէ, թեև հայտնի են նրա շատ հատկություններ։ Ըստ Դիրակի անցքերի տեսության՝ քվանտային դաշտը բաղկացած է շարժվող քվանտներից՝ նույն լիցքերով, իսկ քվանտների կազմը մնում է անհասկանալի, որոնց կլաստերները շարժվում են ալիքային հոսքերի տեսքով։։
