Zawartość
Cała materia w znanym wszechświecie składa się z atomów. Każda substancja ma odrębną strukturę atomową złożoną z określonych kombinacji protonów, elektronów i neutronów. Stan, w którym istnieje materia, nazywany jest fazą. Istnieją cztery fazy materii, w których wszystko na Ziemi można wyjaśnić: ciało stałe, ciecz, gaz lub plazma.
Solidne
Materia w stanie stałym składa się z atomów i cząsteczek silnie związanych przez siły molekularne. Ciało stałe ma sztywny kształt i określa jego objętość. Atomy wewnątrz ciała stałego wibrują, ale ten mały, szybki ruch jest często trudny do wykrycia. Ciało stałe może być krystaliczne lub bezpostaciowe. Krystaliczne atomy w stanie stałym wydają się być szczelnie upakowane i zabezpieczone wiązaniami atomowymi, przykładami są kwarc i sól. Bezpostaciowe ciała stałe mogą istnieć albo w stanie „szklistym”, albo „sfałdowanym”, przykładem jest szkło okienne.
Ciecz
Siły molekularne w cieczy nie są tak silne jak siły stałe, więc ciecz płynie pomimo określonej objętości. Z powodu tego przepływu ciecz zazwyczaj przyjmuje postać pojemnika, który ją zawiera. Jedynym wyjątkiem jest mikrograwitacja. W tym stanie ciecz w wolnej powierzchni ma kształt koła, a nie powierzchni. Cząstki cieczy są podobne do cząstek ciała stałego i ich gęstości.
Gaz
Materiał w stanie gazowym nie ma zdefiniowanego kształtu ani objętości. Jeśli zostanie zamknięty w pojemniku, będzie to twój kształt. W przeciwnym razie gaz rozprzestrzeni się w nieskończoność, dopóki nie napotka pewnego rodzaju oporu. W przeciwieństwie do ciał stałych i cieczy, cząstki w gazie są rozdzielane w taki sposób, że skutkują niską gęstością. Ciekła woda podgrzana powyżej 100 ° C lub 212 ° F zamienia się w gaz. Innymi przykładami gazów są azot, tlen i hel (stosowane do napełniania balonów).
Plazma
Dopiero niedawno naukowcy zaczęli badać czwarty stan materii, plazmę, jako zjonizowany gaz. Plazma to materiał znajdujący się w ekstremalnie wysokich temperaturach, takich jak słońce lub pokojówka podczas powrotu statku kosmicznego do atmosfery Ziemi. Z Ziemi aż 99% widzialnego wszechświata, a także wiele z tego, co nie jest widoczne, powstaje z plazmy. W plazmie protony, neutrony i elektrony pływają swobodnie, w przeciwieństwie do ciał stałych i cieczy. Z powodu niskiej gęstości, zderzenia cząstek w plazmie są trudne do osiągnięcia. Plazmy można również znaleźć w ziemskich płomieniach, promieniach i zorzach.
„Piąta posiadłość”
W latach 20. XX wieku Satyendra Nath Bose i Albert Einstein przewidzieli piąty stan materii. Obecnie nazywa się to kondensacją Bosego-Einsteina i dopiero niedawno zostało odkryte. Ta kondensacja odnosi się do zapadania się atomów w pojedynczym stanie, który jest zasadniczo przeciwny do tego, jak zachowują się w plazmie. Kondensacja Bosego-Einsteina występuje tylko w skrajnie niskich temperaturach, bliskich zeru absolutnego. Te temperatury są zbyt niskie, aby mogły się rozmnażać w dowolnym miejscu na Ziemi poza laboratorium.