Matière
La matière est la substance dont tout matériau est fait. Cela signifie des objets qui ont une masse. Plus précisément, ils doivent avoir une masse au repos, c'est-à-dire une forme d'énergie que la matière possède même lorsqu'elle n'est pas en mouvement (elle n'a pas d'énergie cinétique), qu'elle est extrêmement froide (elle n'a pas d'énergie thermique), etc. La matière est un mot qui est parfois utilisé de différentes manières dans la vie quotidienne, alors que la masse est un concept et une quantité bien définis, du moins en physique. Ce ne sont pas les mêmes choses, bien qu'elles soient liées.
La matière ordinaire est constituée de minuscules particules appelées atomes. Les atomes ont des espaces entre eux et ils bougent ou vibrent tout le temps. Les particules se déplacent plus rapidement et s'éloignent les unes des autres lorsqu'elles sont chauffées, et l'inverse lorsqu'elles sont refroidies.
La matière baryonique
Presque toute la matière que l'on peut ressentir dans la vie quotidienne est de la matière baryonique. Cela inclut les atomes de toutes sortes, et leur donne la propriété de masse. La matière non baryonique, comme son nom l'indique, est toute sorte de matière qui n'est pas composée principalement de baryons. Cela peut inclure les neutrinos et les électrons libres, la matière noire, comme les particules supersymétriques, les axions et les trous noirs.
L'existence même des baryons est une question importante en cosmologie. On suppose que le Big Bang a produit un état avec des quantités égales de baryons et d'antibaryons. Le processus par lequel les baryons sont devenus plus nombreux que leurs antiparticules est appelé baryogénèse.
Propriétés de la matière
La matière peut être directement vécue par les sens. Elle possède des propriétés qui peuvent être mesurées, telles que la masse, le volume, la densité, et des propriétés qualitatives comme le goût, l'odeur et la couleur, par exemple.
Exemples de sujets
Tous les corps physiques de l'univers sont faits de matière : galaxies, étoiles et planètes, roches, eau et air. Les organismes vivants comme les plantes, les animaux et les humains sont également composés de matière.
En physique, l'univers contient également des choses qui ne sont pas de la matière, y compris certaines particules élémentaires qui n'ont pas de masse au repos. Les photons (rayonnements électromagnétiques tels que la lumière) en sont un exemple familier.
En plus de sa masse au repos, la matière peut contenir d'autres formes d'énergie, qui ne sont pas de la matière mais qui leur permettent d'interagir entre elles en échangeant de l'énergie cinétique, de la chaleur, de la lumière, des ondes sonores, etc.
En dehors des sciences physiques, il peut y avoir beaucoup d'autres choses qui ne sont pas de la matière ou de l'énergie. Par exemple, on peut ressentir des émotions ou avoir des idées.
Composition
La structure et la composition de la matière sont étudiées en brisant la matière en morceaux de plus en plus petits. Ainsi, les organismes vivants sont constitués de cellules. Les cellules sont composées de molécules, qui sont des ensembles d'atomes liés entre eux. Chaque atome, à son tour, est un assemblage de particules élémentaires.
États de la matière
Les physiciens classent également la matière dans quelques grandes catégories, appelées états, avec des propriétés très différentes :
- Les solides sont des objets matériels composés de molécules et d'atomes si fortement liés entre eux qu'ils ont tendance à garder leur forme même lorsqu'on les déplace, bien qu'ils puissent se déformer sous l'effet d'une contrainte. Exemples : une pierre, une table, un couteau, un bloc de glace.
- Les fluides sont des quantités de matière composées de molécules et d'atomes faiblement liés entre eux. Ils n'ont pas une forme appropriée. Il existe deux types de fluides :
- Les liquides comprennent des formes condensées de matière, comme les solides, mais où les liaisons entre les éléments constitutifs (molécules, atomes) leur permettent de se déplacer les uns par rapport aux autres tout en continuant à se coller ensemble en vrac : ils conservent une surface définie. Les liquides adoptent la forme des récipients dans lesquels ils sont contenus. Exemples : eau, huile, sang, lave, boissons gazeuses.
- Les gaz sont des quantités de matière où les liens entre les éléments constitutifs (molécules, atomes) sont si lâches ou faibles qu'ils peuvent se déplacer indépendamment les uns des autres. Les gaz ne présentent pas une surface appropriée, ils ont tendance à se dilater pour occuper tout le volume disponible. Exemples : air, vapeur d'eau, hélium.
- Les plasmas sont constitués de matière ionisée, ils intéressent surtout les scientifiques. Exemples : l'ionosphère de la Terre, la couronne du Soleil. Les particules d'un plasma sont un mélange entre un liquide et un gaz. Les particules sont libres de se déplacer, comme un liquide, et l'attraction est faible, comme un gaz. Cet état de la matière n'est pas entièrement compris. On trouve un exemple de plasma dans la foudre.
- Un condensat de Bose-Einstein (CEB) est un état de matière d'un gaz dilué de bosons refroidi à des températures très proches du zéro absolu (0 K ou -273,15 °C)
Une quantité donnée de matière peut changer d'un état à l'autre en fonction de sa température et de sa pression. Sur Terre, l'eau peut exister simultanément dans trois états : solide (glace), liquide (lacs, océans) et gazeux (vapeur ou vapeur d'eau).
Pages connexes
- Antimatière
- Théorie atomique
- Atomes
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce que la matière ?
R : La matière est la substance dont sont constitués tous les matériaux. Elle désigne les objets qui ont une masse et une masse au repos, qui est une forme d'énergie, qu'elle soit en mouvement ou qu'elle ait une énergie thermique.
Q : En quoi la matière diffère-t-elle de la masse ?
R : La matière est souvent utilisée de manière variable dans le langage courant, alors que la masse est un concept et une quantité précisément définis en physique. La masse fait spécifiquement référence à la quantité de matière contenue dans un objet particulier.
Q : Qu'est-ce que la masse au repos ?
R : La masse au repos est une forme d'énergie que la matière possède même lorsqu'elle n'est pas en mouvement ou qu'elle n'a pas d'énergie thermique.
Q : De quoi est composée la matière ordinaire ?
R : La matière ordinaire est composée de minuscules particules appelées atomes, qui se déplacent et vibrent continuellement.
Q : Comment les particules de la matière ordinaire se comportent-elles lorsqu'elles sont chauffées ?
R : Lorsqu'elles sont chauffées, les particules de la matière ordinaire se déplacent plus rapidement et s'éloignent les unes des autres.
Q : Et comment se comportent-elles lorsqu'elles sont refroidies ?
R : Lorsqu'elles sont refroidies, les particules de matière ordinaire se déplacent plus lentement et se rapprochent les unes des autres.
Q : Comment s'appellent les espaces entre les atomes de la matière ordinaire ?
R : Les espaces entre les atomes de la matière ordinaire sont appelés espaces interstitiels.
