Матерія — це все те, що реально, незалежно від нашої свідомості існує у Всесвіті.
Спостерігаючи світ навколо, ви бачите різноманітні фізичні тіла.
Будь-яке фізичне тіло складається з речовини або суміші речовин — заліза, кисню, води, сталі, пластику, деревини, повітря тощо.
Речовина — це один із видів матерії.
Фізичне тіло — це об’єкт із речовини, який має зовнішню межу.
Фізичні тіла можуть бути твердими (олівець, камінь), рідкими (краплі дощу, олія у склянці), газоподібними (повітря в повітряній кульці). Багато тіл мають тверді, рідкі та газоподібні складові (живі істоти, автомобілі, хмари).
У ХІХ ст. вчені встановили, що крім речовини існує ще один вид матерії — поле. Наприклад, електромагнітні хвилі — це поширення в просторі електромагнітного поля. Саме за допомогою невидимих електромагнітних хвиль ми маємо змогу спілкуватися по мобільному телефону, капітан корабля може з’ясувати координати свого судна через супутник. Щосекунди ми виявляємо дію гравітаційного поля Землі: спіткнувшись, ми падаємо; кинутий угору м'яч повертається назад.
Наприкінці ХХ ст. науковці відкрили нові матеріальні сутності, фізичну природу яких не встановлено й нині. Ці матеріальні сутності назвали темна матерія і темна енергія. Згідно з даними 2013 р., Всесвіт на 95,1 % складається з темної матерії й темної енергії і лише на 4,9 % — зі «звичайної» матерії (речовини та поля). Питання щодо властивостей цих субстанцій — одна з головних проблем сучасної фізики.
Кожна речовина складається з певних молекул і тільки з них. Так, речовина метанол складається з молекул метанолу, а речовина мурашина кислота складається з молекул мурашиної кислоти.
Перш ніж почати вивчення будови молекули, згадаємо українську абетку. Вона має лише 33 букви, проте кожен із вас може скласти з них тисячі слів. Проведіть аналогію: буква — атом, слово — молекула. Кожне слово — це певна комбінація букв. Так само кожна молекула — це певна комбінація атомів.
Таким чином, із 118 видів атомів можна скласти мільйони різноманітних молекул і, відповідно, отримати мільйони різноманітних речовин.
Віртуальна лабораторія PhET (побудуй молекулу)
Атом, як і молекула, має складну структуру. Атом являє собою ядро, оточене легкими частинками — електронами. Діаметр ядра атома набагато менший, ніж діаметр власне атома, — приблизно у стільки разів, у скільки розмір горошини менший за розмір футбольного поля.
Електрони можуть залишати одні атоми та приєднуватися до інших. Якщо атом втратив один або кілька електронів, то атом перетворюється на позитивний йон. Якщо ж до атома приєднались один або кілька електронів, то атом перетворюється на негативний йон.
Віртуальна лабораторія PhET (будуємо атом)
Світ молекул, атомів і їхніх складників називають мікросвітом. Характеризуючи об’єкти мікросвіту, вчені використовують числа, що суттєво відрізняються від тих, з якими людина має справу в повсякденному житті. Для короткого запису таких чисел використовують степені числа 10. Так, розмір атома приблизно дорівнює 0,000 000 0001 м, або 1 · 10–10 м*. Щоб уявити, наскільки малим є це значення, наведемо приклади.
* Такий запис називають стандартним виглядом числа, тобто це запис числа у вигляді добутку a · 10n, де 1 ≤ a < 10, n — ціле число. Число n називають порядком числа. Наприклад, порядок числа, що передає розмір атома, становить -10.
Побачити окремі атоми та молекули навіть у найпотужніший оптичний мікроскоп неможливо, але в ХХ ст. вчені створили прилади, які дозволяють не тільки бачити окремі атоми, а навіть переміщати їх з місця на місце.
Мікросвіт (від грецького слова μικρός (мікрос) - малий) - світ дуже малих об'єктів і подій, які відбуваються на дуже дрібних розмірах, таких як атоми та елементарні частинки кварки, лептони, бозони.
Мікросвіт є об'єктом глибокого дослідження в фізиці частинок, і вивчення його дозволяє нам краще розуміти природу матерії та основні сили в природі.
>Макросвіт - це світ, який ми спостерігаємо навколо себе на повсякденному рівні.
Макросвіт описує об'єкти та явища, які можна спостерігати без використання дуже потужних мікроскопів чи інших наукових приладів.
Мегасвіт (від грецького слова μέγας, що означає великий.) - світ, який характеризується величезними розмірами та величезними швидкостями об'єктів в ньому (планети, зоряні комплекси, галактики та метагалактики).
Вимірювання відстаней в мегасвіті може виконуватися у світлових роках, що вказує на відстань, яку пройде світло за один рік. Крім того, час існування космічних об'єктів вимірюється мільйонами і мільярдами років.
Уявлення про будову Всесвіту постійно розширюється завдяки науковим відкриттям та космічним дослідженням.