- واژه‌شناسی
- تاریخچه
- ماده چیست؟
- ساختار ماده
- تقسیم‌بندی مواد
- حالت ماده
- خواص ماده
- يادداشت‌ها
- پيوست‌ها
- پی‌نوشت‌ها
- جُستارهای وابسته
- سرچشمه‌ها
- پيوند به بيرون
[علوم طبيعی] [انرژی]
مادّه (به انگلیسی: Matter)، در دانش فیزیك به تمام چیزهایی گفته می‌شود كه جرم دارد و فضا اشغال می‌كند[۱]. مواد عموماً به سه حالت جامد، مابع و گاز هستند[٢] و از ذره‌های كوچكی به‌نام مولكول تشكیل شده‌اند[٣]. هر مولكول از به‌هم پیوستن دو یا چند اتم تشكیل شده است[۴]. در جامدات مولكول‌های مواد بسیار نزدیك به‌یك دیگر قرار دارند[۵]. حركت مولكول‌ها در مواد جامد به‌صورت حركت لرزشی یا جنبشی در جای خود است و حركت جابه‌جایی ندارد؛ بنابراین مواد جامد دارای شكل ثابتی هستند.
مولكول‌های موجود در مواد مایع از یك دیگر فاصله‌ی بیشتری دارند. این مولكول‌ها بر روی یكدیگر می‌لغزند و لرزش و حركت آنها نسبت به جامدها بیشتر است، به‌همین دلیل، مواد مایع به‌شكل ظرفی كه در آن قرار می‌گیرند در می‌آیند، ولی در حجم مواد مایع ثابت است؛ یعنی قسمتی از ظرف را كه هم حجم خودشان است، اشغال می‌كنند. فاصله‌ی مولكول‌ها در گازها بسیار زیاد است و این مولكول‌ها مدام در حركت و جابه‌جایی هستند و تمام حجم ظرفی را كه در آن قرار می‌گیرند، اشغال می‌نمایند؛ بنابراین، گازها به‌عكس مایعات و جامدات، دارای حجم ثابتی نیستند و حجم آنها در شرایط متفاوت (دما و فشار) تغییر می‌كند[٦].
[↑] واژه‌شناسی
واژه‌ی «ماده»، در زبان فارسی دری، در لغت به‌معنای مایه و اصل هر چیز است و به‌سخن دیگر، می‌توان گفت «آنچه قوام چیزی به‌آن است»[٧]. اما در اصطلاح، در دو معنی به‌کار می‌رود[٨]:
- ۱- ماده که تشدید ندارد و واژه‌ای فارسی دری است؛ در این معنا، جنس یک سازواره (موجود زنده) است که سلول جنسی تخمک را می‌سازد[۹] و «مادینه» در برابر «نرینه» نیز گفته می‌شود و واژه‌ی معادل عربی آن «مونث» است در مقابل «مذکر»[۱٠].
٢- مادّه (جمع: مواد) که تشدید دارد و واژه‌ای عربی است[۱۱]؛ در این معنا، در دانش فیزیک و فلسفه کاربرد دارد و در اصطلاح فیزیک، به‌هر چیزی اطلاق می‌شود که، حجم و جرم داشته باشد (یا به‌نوشتۀ فرهنگ فارسی عمید، چیزی که فضایی را بگیرد و وزنی داشته باشد)[۱٢]، و ممکن است به‌شکل جامد، مایع یا گاز باشد.[۱٣].
[↑] تاریخچه
دانشمندان بر اين باورند كه جهان، حدود ١٥ ميليارد سال پيش، بر اثر يك انفجار بزرگ به‌وجود آمده است. يعنی هنگامى كه يك توده بسيار متراكم و به‌شدت داغِ ساخته‌شده از ذره‌هاى بنيادى، بر اثر يك نيروى غيرقابل تصور، از هم پاشيده است. در اين انفجار بزرگ اتم‌هاى هیدروژن، نخستين اتم‌هايی بوده‌اند كه به هستی پا نهاده‌اند.»[۱۴]
ميليون‌ها سال بعد، آن‌هم در برخى از نقاط كيهان، از فشرده‌شدن تدريجى اتم‌هاى هیدروژن، ستاره‌ها متولد شدند. ستارگانی كه هر روز گرم‌تر می‌شدند و در دماى بسيار بالاى آنها، ابتدا شرايط براى تشكيل اتم‌هاى هليم و سپس براى توليد عنصرهاى سبك بعدى مهيا می‌شد.
بدین ترتیب، برخی از ستاره‌ها سنگین‌تر و گرم‌تر شده و امكاناتى براى تشكيل عنصرهاى سنگين فراهم می‌شد. اين ستاره‌ها که جرم (کثافت) بسيار بيشتر از خورشید داشتند و پس از چند ميليون سال نورافشانی و گرمابخشى، پايدارى خود را از دست داده با انفجارى مهيب متلاشى می‌شدند. به اين حال، اتم‌هاى سنگينِ توليد شده بر اثر اين انفجار در سرتاسر گيتی پراكنده شدند. اين عنصرهاى سنگين ماده اوليه مورد نياز براى تولد دومين نسل از ستارگانى را فراهم آوردند كه تصور می‌شود نظام شمسی در حدود ٤٫٥ ميليارد سال پيش، از ستاره‌هاى متعلق به‌همين نسل به‌وجود آمده باشد. زمين كه بخشی بسيار كوچكى از نظام شمسی است، تنها در حدود ٩٠ عنصر سبك و سنگين در آن موجود می‌باشد. زمین در هسته داخلی داغ خود نيز اندكى از حرارت آن ستاره‌اى مادر را به يادگار نگه‌داشته است.
مطـالعـه روى مـاده و عنصـرهـای آن، بـه حـدود ٢٥٠٠ سـال پيـش بـر می‌گـردد، زمـانـی كه تـالـس، فيـلسـوف يونـانـی، آب را عنـصـر اصـلـى سـازنـده‌ى جهـان هسـتی می‌دانسـت.[۱۵]
یونانیان باستان، طبیعت را در چهار عنصر خاک، آب، هوا و آتش خلاصه کرده بودند. تالس این فرضیه را مطرح کرد که همهٔ این اشکال را می‌توان در یک عنصر نخستین، وحدت بخشید. او این عنصر نخستین جهان یا آرخه (به انگلیسی: arxe) را آب دانست.[رجینالد هالینگ دیل، در تاریخ فلسفه غرب، ترجمهٔ عبدالحسین آذرنگ، تهران: انتشارات ققنوس، ۱۳۸۷، ص ۹۲] امروزه مشخص نیست که منظور دقیق وی از این گفته چه بوده است. شاید او بر این اعتقاد بوده باشد که همه چیز از آب پدید آمده است و دوباره به آب مبدٌل می‌گردد.
اما چرا او آب را به‌عنوان آرخه معرفی کرده است؟ به احتمال قوی، این خاصیت آب که به‌وضوح و در برابر چشمان تالس می‌توانسته به‌صور بخار و یخ درآید و مجدداً به‌صورت آب ظاهر گردد، در طرح این فرضیه موثر بوده است. (در آن زمان مفاهیم انرژی و حالات سه‌گانه جامد، مایع و گاز برای ماده تقسیم‌بندی نشده بودند.)
به‌علاوه وی در شهر ساحلی ملطیه زندگی می‌کرده، که آب برای اهالی آن اهمیت زیادی داشته است. هم‌چنین زمانی که در مصر به‌سر می‌برده است، یقینآ به حاصل‌خیزی مزارع بعد از طغیان و فرونشستن آب رودخانه نیل، توجه داشته و دیده است که چگونه پس از هر بارندگی، کرم‌ها پیدا می‌شده‌اند.
سیٌالیٌت، بی‌شکل بودن آب و جنبش و پیدایی آن در مظاهر حیات، می‌توانند از دیگر عللی باشند که تالس را به این اندیشه که بن هر چیز آب است، سوق داده‌اند.[*]
با این وجود، در یونان باستان ماده را چیزی سخت می‌پنداشتند، که بتواند به اجزای بی‌شمار تقسیم شود. آنان می‌گفتند سرانجام به مرحله‌ای خواهیم رسید که دیگر اجزای ماده تقسیم‌بردار نخواهد بود و این اجزای خُرد را «اتوم» (اتم) نامیدند (یعنی غیر قابل تقسیم). هم‌چنین تصور می‌کردند که این اتم‌ها باهم تفاوت دارند، پاره‌ای لیز و گرد هستند مثل اتم‌های روغن، و پاره‌ای دیگر زبر و سرکج، مثل اتم‌های که در سرکه وجود دارند.
اولین کسی که این تیوری را بنیان نهاد دموکریت یکی از ماده‌گرایان آن عصر بود، و هم اوست که برای نخستین‌بار کوشید تا برای جهان تعبیری مادی پیدا کند. از جمله، او تصور می‌کرد، که جسم آدمی از اتم‌های خشن و زیر ساخته شده ولی روح توده‌ای است از اتم‌های لطیف، و چون به‌وجود خدایان متعدد قایل بود، و در ضمن هم می‌خواست هر چیزی را بر پایۀ روش مادی خود توجیه کند، معتقد بود که خدایان هم از اتم‌های (بی‌نهایت لطیف) ساخته شده‌اند. بنابراین، از اعصار کهن انسان در صدد شناختن ماده و اتم بوده است[۱٦].
دو صد سال پس از او، ارسطو سه عنصر هوا، خاك و آتش را به عنصر پيشنهادى تالس افزود و اين چهار عنصر را عنصرهاى سازندهى كاينات اعلام كرد. اين ديدگاه تا دو هزار سال بعد نيز مورد پذيرش بود[۱٧]
.
در دوران قرون وسطا بر تیوری‌هایی که یونانیان راجع به اتم داده‌اند چیزی افزوده نشد[۱٨]؛ تا اين‌كه در سال ١٦٦١ ميلادى، رابرت بويل، دانشمند انگليسى مفهوم تازه‌اى از عنصر را معرفی كرد. وى ضمن معرفی عنصر به‌عنوان ماده‌اى كه نمی‌توان آن را به مواد ساده‌ترى تبديل كرد، کیمیا (شیمی) را علم تجربى ناميد و از دانشمندان خواست كه افزون بر مشاهده كردن، انديشيدن و نتيجه‌گيرى‌كردن كه هر سه ابزار يونانيان در مطالعه طبيعت بود، به پژوهش‌هاى عملى نيز اقدام كنند[۱۹].
تا قرن نوزدهم که این تیوری به‌طور اساسی سر و صورتی به‌خود گرفت. در این دوره، این‌طور فکر می‌کردند، که ماده به اتم‌ها تقسیم می‌شود و دیگر تیوری یونانی‌ها کنار زده شده و این اتم‌ها لیز و سرکج نبودند، اما هم‌چنان به‌سختی و تقسیم‌ناپذیری، و داشتن جاذبه نسبت به همدیگر شناخته می‌شدند[٢٠].
در سال ١٨٠٣، توصيه رابرت بويل، مورد توجه جان دالتون، شيمی‌دان انگليسى قرار گرفت و او با نظريه اتمى خود، گام مهمى براى مطالعه ماده و ساختار آن برداشت.
دالتون با استفاده از کلمه يونانى اتم كه به‌معناى تجزيه‌ناپذير است، ذره‌هاى سازندهى عنصرها را توضيح داد. اين ديدگاه كه همه مواد از ذره‌هاى كوچك و تجزيه ناپذيرى به‌نام اتم ساخته شده‌اند، نخستين‌بار ٢٥٠٠ سال پيش توسط دموكريت فيلسوف يونانى مطرح شده بود، اما دالتون با اجراى آزمايش‌هاى بسيار از نو به آن دست يافت. وى نظريه اتمى خود را در هفت بند و به شرح زير بيان كرد:
- ١- ماده از ذره‌هاى تجزيه‌ناپذيرى به‌نام اتم ساخته شده است.
٢- همه اتم‌هاى يك عنصر مشابه يك ديگرند.
٣- اتم‌ها نه به‌وجود می‌آيند و نه از بين می‌روند.
۴- اتم عنصرهاى مختلف جرم (کتله) و خواص شیمایی (کیمیاوی) متفاوتى دارند.
۵- اتم عنصرهاى مختلف به‌هم متصل می‌شوند و مولكول‌ها را به‌وجود می‌آورند.
٦- در هر مولكول از يك تركيب معين، همواره نوع و تعداد نسبی اتم‌هاى سازندهى آن يكسان است.
٧- تعاملات شیمایی (کیمیاوی) شامل جابه‌جايی اتم‌ها يا تغيير در شيوه اتصال آنها در مولكول‌ها می‌باشد. در اين تعاملات، خود اتم‌ها تغييرى نمی‌كنند.
اگر چه امروز آشکار شده است، كه اتم‌ها خود از ذره‌هاى كوچك‌ترى (ذره‌هاى زيراتمى) ساخته شده‌اند و همه آن خواصی را ندارند كه دالتون براى آنها برشمرده بود، ولی هنوز هم باور بر این است كه اتم كوچك‌ترين ذره يك عنصر است كه خواص شیمیایی و فيزيكى عنصر يادشده به آن بستگى دارد.
به‌هر حال، نظريه اتمى دالتون باوجود نارسايی‌ها و ايرادهايی كه داشت، به‌نقطه آغازى براى مطالعه دقيق‌تر و عميق‌تر ساختار و خواص ماده تبديل شد.[پیشین، وب‌سایت افغان پوهنه]
[↑] ماده چیست؟
[↑] ساختار ماده
در بنیادی‌ترین سطح، یعنی در کوچک‌ترین مقیاس اندازه‌ها فیزیک ذرات بنیادی این پرسش را مطرح می‌کند که "ماده از چه چیزی ساخته شده است؟" اینکه ماده در سطح زیر اتمی از تکه‌های (ذرات) کوچکی تشکیل شده است که فضای خالی زیادی بین آنها وجود دارد، واقعیتی چشمگیر است.
قابل ملاحظه‌تر آن‌که این تکه‌های (ذرات) کوچک که تنوع آنها نیز کم است، تکرار می‌شوند و همه مواد اطراف ما را می‌سازند.
[↑] تقسیم‌بندی مواد
در متداولترین تقسیمبنـدی، مواد بهدو دسـته فلـزی و غیرفلـزی تقسـیم میشـوند. مـواد فلـزی ماننـد آهـن (Fe)، مـس (Cu)، منیـزیم (Mg)، روی (Zn)، سـرب (Pb)، قلـع (Sn)، تیتانیم (Ti)، وانادیم (V)، نیکل (Ni)، کبالت (Co)، تنگستن (W)، آلومینیوم (Al)، مولیبیدیم (Mo) دارای خواص فلزی (جلای فلزی، هدایت الکتریکی و حرارتی، شکل‌پذیری بالا و مغناطیسی) میباشند.
برخی از غیر فلزات معمولی، چوب، سیمان، شیشه، لاستیکها و پلاستیکها هستند. خواص این مواد بسیار متنوع است. اما عموماً شکل‌پذیری و استحکام کمتری نسبت به فلزات دارند و نیز از فلزات سبکتر بوده و قابلیت هدایت الکتریکی و حرارتی در آنها پایین است.[*]
[↑] حالت ماده
[↑] خواص ماده
[↑] يادداشت‌ها
يادداشت ۱: اين مقاله برای دانشنامهی آريانا توسط مهدیزاده کابلی برشتۀ تحرير درآمده است.
[↑] پيوست‌ها
پيوست ۱:
پيوست ٢:
پيوست ۳:
پيوست ۴:
پيوست ۵:
پيوست ۶:
[↑] پی‌نوشت‌ها
[۱]-
[٢]-
[٣]-
[۴]-
[۵]-
[٦]-
[٧]- عمید، حسن، فرهنگ فارسی عمید، ج ٢، ص ۱٧٣٣
[٨]-
[۹]-
[۱٠]-
[۱۱]-
[۱٢]-
[۱٣]-
[۱۴]- ماده چیست؟، وب‌سایت افغان پوهنه
[۱۵]-
[۱٦]- ژرژپولیتسر، اصول مقدماتی فلسفه، ترجمۀ جهانگیر افکاری، ص ٦٠؛ دِموکریت، دِموکریتوس یا ذیمقراطیس (زادۀ حدفاصل ۴۳۰ تا ۴۶۰ پیش از میلاد)، مهم‌ترین شارح و بسط‌دهندهٔ افکار لئوکیپوس دربارهٔ اتم‌گرایی بود. وی زمانی که به آبدرا بازگشت و با افکار لئوکیپوس آشنا شد. در همان زمان، مکتب اتم‌گرایی شهرت یافت.
[۱٧]-
[۱٨]-
[۱۹]-
[٢٠]-
[↑] جُستارهای وابسته
□
□
□
[↑] سرچشمه‌ها
□
□
□
□
[↑] پيوند به بیرون
□ [1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20]
