ما هي المادة؟
يمكن تعريف المادة بأنها أي شيء يشغل حيزًا في الفضاء وله كتلة. هي جزء أساسي من الكون، وتشكل نسبة كبيرة منه. تتنوع المواد بشكل كبير، وكل مادة لها صفات وخصائص تميزها عن غيرها. هذه الخصائص تسمح لنا بتصنيف المواد ومقارنتها. المواد الموجودة على سطح الأرض تختلف في تركيبها وخصائصها، وهذا الاختلاف يعتمد على عوامل مثل الكتلة، الحجم، والكثافة. سنستعرض فيما يلي أبرز سمات المادة وحالاتها المختلفة.
السمات المميزة للمادة
للمادة مجموعة واسعة من السمات التي يمكن استخدامها لوصفها وتمييزها. تشمل هذه السمات:
- السمات الكهربائية: وتشمل السماحية، وقوة العزل الكهربائي، والثوابت الكهروضغطية، وثابت العزل، وقدرة التوصيل الكهربائي.
- السمات الميكانيكية: تتضمن المرونة، ومعامل يونج، ومقاومة القص، ومقاومة الضغط، وقابلية الطرق والسحب، ومقاومة الخضوع، ومقاومة الشد، والمتانة، والانفعال عند نقطة الانهيار، ومقاومة الصدمات، والكثافة، واللزوجة، وقابلية اللحام، وسرعة التشوه.
- السمات المغناطيسية: تشمل المغناطيسية المعاكسة، والمغناطيسية المسايرة، والمغناطيسية الحديدية المضادة، والمغناطيسية الحديدية.
- السمات الحرارية: تتضمن معامل الانتشار الحراري، والتوصيل الحراري، والانبعاثية، والحرارة النوعية، ومعامل التمدد الحراري، وحرارة الانصهار، وحرارة التبخر، وضغط البخار، وقابلية الاشتعال، ونقطة الانصهار، ودرجة الحرارة الحرجة، ودرجة حرارة الاشتعال الذاتي.
- السمات الإشعاعية: تتضمن أشعة بيتا، والأشعة السينية، وإشعاع شيرينكوف، وفترة نصف العمر، وأشعة جاما.
- السمات الصوتية: تتضمن امتصاص الصوت، وانكسار الصوت، وسرعة الصوت، وانعكاس الصوت.
- السمات الضوئية: تتضمن التداخل، وسرعة الضوء، والانحراف، والانكسار، والانعكاس.
- السمات الفيزيائية.
- السمات الذرية.
- السمات البيولوجية.
- السمات البيئية.
- السمات التصنيعية.
أطوار المادة
توجد المادة في عدة أطوار رئيسية، أهمها:
- الحالة الغازية: في هذه الحالة، تكون الجزيئات متباعدة جدًا وترابطها ضعيف، مما يسمح لها بالتحرك بحرية. ليس للغازات حجم أو شكل محدد.
- الحالة السائلة: تكون الجزيئات في السوائل متقاربة ومتراصة، ولكنها لا تزال قادرة على التحرك والانزلاق فوق بعضها البعض. تأخذ السوائل شكل الوعاء الذي توضع فيه.
- الحالة الصلبة: في هذه الحالة، تكون الجزيئات مترابطة بإحكام وثابتة في مكانها. تحتفظ المواد الصلبة بشكل وحجم محددين.
- البلازما: تعتبر البلازما حالة فريدة من حالات المادة، وهي عبارة عن غاز متأين تتكون فيه الجزيئات من أيونات وإلكترونات حرة. توجد البلازما بكثرة في الفضاء الخارجي.