Вещество

Веществото е една от двете форми на съществуване на материята, която за разлика от полето се характеризира с маса в покой. Веществото се състои от елементарни частици - фермиони, сред които най-често срещаните са: електрони, протони и неутрони. Последните две образуват атомното ядро, а всичките три - атомите, молекулите, кристалите и т.н. Поле във физиката е форма на съществуване на материята, характеризираща всички точки на пространство-времето и притежаваща безкраен брой степени на свобода. Във всяка точка от пространството полето се характеризира с определена физична величина, която като правило се променя при прехода от една точка към друга. В зависимост от математическия вид на тази величина има скаларни, векторни, тензорни и спинорни полета. В зависимост от своята природа полетата се делят на електромагнитни, гравитационни, вълнови (квантувани) и полета на ядрени сили. Полетата се проявяват като взаимодействие между телата, което е преносимо и се осъществява с крайна скорост (при това силата на взаимодействие се определя от различни характеристики на телата: масата в случай на гравитационно поле, електрическия заряд в случай на електромагнитно поле и т.н.). В квантовата физика механизмът на взаимодействие се обяснява с обмена на частици, специфични за всяко поле (фотони за електромагнитното поле, хипотетични гравитони за гравитационното и т.н.). Дълго време се е считало, че полето е само едно нагледно теоретично обяснение на такива явления като светлинните вълни, докато през 1887 г. Хайнрих Херц не доказал съществуването на електромагнитното поле експериментално. Към настоящия момент на развитие на науката и технологиите са описани три вида полета:

  1. Електрическо поле

  2. Магнитно поле

  3. Гравитационно поле

Веществото за разлика от полето се характеризира с маса. Телата се привличат едно друго със сила, пропорционална на техните маси, поради наличието на гравитация. В ежедневния живот приравняваме масата с тегло, което е всъщност мярка за гравитационното привличане между него и Земята. Светлината не е вещество, макар че може да променя пътя си в гравитационно поле. През двадесети век хората откриват, че веществото може да се превръща в енергия и обратно. Веществото във физиката Агрегатни състояния Основна статия: Агрегатно състояние Веществото съществува в различни форми, наричани също агрегатни състояния: твърдо тяло Твърдите тела имат постоянна форма. Повърхността на твърдото тяло не се променя значително при въздействие. Скалите, дърветата и ледът са примери за твърди тела. течност Течностите заемат формата на съда, в който са поставени. Повърхността на течността се променя значително при въздействие. Водата, лавата са течности. газ Газовете също заемат формата на съда, в който се намират. Газовете лесно се преместват при въздействие. Въздухът, който дишаме, е съставен от газове. Водната пара е газ. Течностите и газовете се наричат още флуиди.

Плазмата е газ в състояние на висока йонизация. Йоносферата и слънчевата корона са примери за плазма. В нормални условия на Земята повечето вещества съществуват в едно или две агрегатни състояния. Под влияние на външни фактори като например температура и налягане те могат да преминават от едно агрегатно състояние в друго. Водата е единственото вещество, което се среща в природата в трите агрегатни състояния. Физически модели на веществото Изследването на структурата и взаимодействията на градивните частици на веществото са довели до три основни физически модела: модел на идеалния газ модел на плазмата модел на кондензираната материя.

В химията е прието всички изучавани обекти да се разглеждат като индивидуални вещества (или химични елементи), смеси от тези вещества и техни съединения. Под индивидуално вещество се разбира абстрактно понятие, обозначаващо набор от атоми, свързани един с друг по определен закон. Границата между индивидуалното вещество и сместа от вещества е доста размита, защото съществуват вещества с непостоянен химически състав, за които не може да се напише точна химическа формула. Освен това индивидуалното вещество си остава абстракция, тъй като абсолютната чистота на дадено вещество практически е недостижима. Това означава, че всеки конкретен, реално съществуващ образец представлява някаква смес от вещества дори и когато едното от тях силно преобладава. Независимо от привидната изкуственост на това ограничение, много често чистотата на веществото играе ключова роля за неговите свойства. Така например, знаменитата якост на титана се проявява едва след като от него е отделен кислородът – неговото съдържание не бива да надминава определени граници (по-малко от стотни от процента). Два големи раздела в химията разглеждат органичните и неорганичните вещества, като разделението се прави според наличието (в органичната химия) или отсъствието (в неорганичната химия) на въглеродни вериги (прави и затворени). Все пак разделението не е пълно и има много припокриване, например разделът металоорганична химия.

Понятието тяло също ще бъде разгледано в тази секция на нашия сайт, тъй като телата и веществата са основни понятия в природните науки и с тях започва изучаването на материалния свят в началния курс на обучение на повечето образователни системи. Думата тяло може да се отнася за:

  1. Тяло (биология) в биологията и медицината, в религията и психологията тялото е чисто материалната част на организма, противопоставяна на душата

  2. Тяло (физика) във физиката – веществен материален обект

  3. Тяло в астрономията – небесно тяло

  4. Тяло (геометрия) в геометрията — ограничено множество от тримерното пространство (например ръбести и валчести тела, платонови и архимедови тела)

  5. Тяло (алгебра) в алгебрата — пръстен, в който всички различни от нулевите елементи образуват група относно умножението

  6. Тяло в механиката – основен обект, характеризиращ се с големина, форма, разпределение на масата и определени деформационни свойства.

В механиката на идеално твърдото тяло се предполага, че под действието на разглеждните сили тялото не се деформира - което, както е известно, в практиката не се наблюдава.