تعريف المادة

ما هو تعريف المادة عادة ما يُلقي الكثيرين هذا السؤال برغم وجود المادة من حولهم في جميع ما يحيط بهم من ظواهر وأجسام، فالمادة جزء لا يتجزأ منها، فمثلاً أي جسم معدني هو عبارة عن مادة في الأساس لها وزن وأبعاد معينة، وكيفية معرفة الفرق بين المادة أو الأشياء الأخرى التي لا ينطبق عليها هذا الوصف، وما هي أنواعها المختلفة، تابعوا معنا سطور هذا المقال لإيجاد إجابات لهذه الأسئلة الهامة.

تعريف المادة

يمكن تعريف المادة بشكل علمي على أنها الشيء الذي له كتلة ومساحة، وهي وحدة تشكيل الكون فجميع ما يشغل الفضاء ويشتمل على كتلة من أنواع المادة، والمادة هي عبارة عن ذرات، وتلك الذرات بدورها تشتمل على الكترونات وبروتونات ونيوترونات، وجميع الذرات تتجمع مع بعضها البعض لتكوين الجزيئات التي تُعتبر وحدة الأساس لمختلف أنواع المادة، وتتجمع هذه الجزيئات من خلال الطاقة الكيمائية.

حالات المادة

يمكن تقسيم حالات المادة بشكل فيزيائي لحالات من صنع الطبيعة وأخرى يصنعها الإنسان، وأما الحالات الطبيعية فهي الحالة الصلبة والسائلة والغازية والبلازما، وهناك حالة أخرى يصنعها الإنسان وهي ما يعرف باسم ( مُكثفات بوز أينشتاين) التي تمكن العلماء من صنعها وتمت إضافتها لحالات المادة كظاهرة فريدة من نوعها، وإليكم تفصيل بهذه الحالات بشكل أوضح:

الحالة الصلبة

وهي التي تتراص بها الجزئيات بشكل محجم بحيث تكون قريبة من بعضها البعض بشكل كبير، وتتميز باهتزاز الكترونات الذرات الخاصة بها بشكل مستمر، برغم ثبات هذه الذرات في الموقع الخاص بها، ونتيجة لذلك فإن جسيمات المادة الصلبة تتميز بالطاقة الحركية المنخفضة، وللمادة الصلبة شكل معين، وكتلة وحجم معين، وكثافة مرتفعة.

الحالة السائلة

وهي التي تتباعد فيها الذرات عن بعضها البعض بشكل واضح بالمقارنة بالمادة الصلبة، مما يؤدي لعدم وجود شكل معين للسائل، وبالتالي عند وضعه في وعاء ما فهو يتشكل تبعاً لحجم هذا الوعاء، ويكون لها حجم محدد في الوعاء برغم عدم ثبات الشكل، ويصعب القيام بضغط المادة السائلة التي تتميز بكثافة أقل من المادة الصلبة.

الحالة الغازية

وفي هذه الحالة من حالات المادة تبتعد الذرات عن بعضها البعض ويكون لها طاقة مرتفعة من الحركة، ولا يوجد للمادة الغازية شكل معين أو حجم واضح، فلو لم يتم وضعها في وعاء ما فسوف تنتشر الجزيئات الخاصة بها بدون قدرة على حصره، ولكن يمكن بحصر المادة الغازية في وعاء محدد.

البلازما

وهي من الحالات الغير منتشرة للمادة ولكنها أكثر انتشاراً في الكون، فالنجوم هي في الأساس عبارة عن كرات مضيئة من مادة البلازما التي تتكون من جزيئات مشحونة تتميز بالطاقة الحركية المرتفعة جداً.

مكثفات بوز أينشتاين

تمكن العلماء من اكتشاف المكثفات في العام 1995 عن طريق مزج الطاقة المغناطيسية بالليزر، فقد قاموا بعمل تبريد لعنصر الروبيديوم لدرجات أدنى من الصفر، وعند هذه الدرجة المنخفضة من الحرارة تكاد الحركة الجزيئية للمادة أن تتوقف، وبالتالي لا يحدث انتقال للطاقة الحركية بين الذرات المختلفة، مما يدفعها للتكتل مع بعضها البعض، وتندمج جميعها في ذرة متحدة، وهي فكرة عمل مكثفات بوز أينشتاين.

ويتم استخدام مكثفات بوز أينشتاين في دراسة مادة ميكانيكا الكم، حيث يحدث تباطؤ للضوء عند مروره بهذا النوع من المكثفات، وبالتالي يتمكن العلماء من معرفة الفرق بين الموجات والجسيمات، وتتميز المكثفات باحتوائها على خصائص متعددة للسوائل الفائقة أو السوائل المتدفقة بدون عملية الاحتكاك، كما يتم الاستفادة منه في محاكاة الظروف الموجودة فيما يُعرف بظاهرة الثقوب السوداء.