§ 38. Материя

Определения и обозначения

Материя — объективная реальность, существующая независимо от человека. Это всё, что существует в природе и окружающем мире: тела, вещества и поля. Понятие помогает говорить не только об отдельных предметах, но и обо всём существующем вокруг нас. Например, даже если никто не смотрит на дерево или магнит, они не перестают существовать.

Вещество — форма материи, из которой состоят тела. Веществами являются, например, вода, железо и стекло. Это понятие нужно, чтобы назвать материал предмета: из железа можно изготовить и гвоздь, и ложку. Значит, одно вещество способно входить в состав разных тел.

Физическое тело — отдельный предмет или объект, имеющий форму и размеры. Стакан, камень и железный гвоздь — тела, а стекло, камень как материал и железо — вещества. Различие нужно, чтобы не путать сам предмет с тем, из чего он сделан. Одно тело может состоять не из одного, а из нескольких веществ.

Поле — форма материи, посредством которой тела могут взаимодействовать на расстоянии. Магнитное поле связано с действием магнита, а гравитационное поле — с притяжением тел. Поле нельзя считать просто пустотой между предметами: оно участвует в передаче взаимодействия. Это понятие помогает объяснить действие без непосредственного соприкосновения.

Как это устроено

Материя — это не только то, что попадает в поле зрения или ощущается руками. Видимые предметы можно наблюдать напрямую, но существуют и такие формы материи, которые обнаруживают по их действию. Например, магнитное поле не обязательно видно, зато можно заметить, как магнит притягивает скрепку. Поэтому наблюдатель не создаёт материю своим взглядом: он лишь узнаёт о ней разными способами.

Тело и вещество отвечают на разные вопросы. Когда мы называем стакан, то говорим об отдельном предмете, который можно взять и у которого есть форма. Когда говорим «стекло», называем материал, из которого стакан сделан. Такое различие нужно потому, что один и тот же материал можно использовать для множества предметов, а название предмета не сообщает само по себе, из чего он изготовлен.

Одно вещество может входить в состав разных тел, потому что при изготовлении ему придают различные формы и используют для разных целей. Железо может стать гвоздём или ложкой: предметы не похожи друг на друга, но материал у них общий. Возможна и обратная ситуация: одно тело делают из нескольких веществ. Например, в предмете могут сочетаться детали из металла, пластмассы и резины, поэтому название тела не всегда указывает на единственный материал.

Тела могут взаимодействовать и без прямого касания, потому что некоторые взаимодействия передаются через поле. Магнит и скрепка остаются отдельными предметами, но действие магнита доходит до скрепки через магнитное поле. Для объяснения такого случая недостаточно сказать, что магнит «тянет сам по себе»: нужно учитывать поле, которое связано с его действием. Гравитационное поле также помогает описывать притяжение тел.

Наблюдая предметы, их материалы и действия между ними, мы узнаём, насколько разнообразен материальный мир. Сначала можно заметить тело — например, ложку, а затем выяснить, из какого вещества она сделана. Если предметы действуют друг на друга на расстоянии, наблюдение подсказывает искать поле. Так разные признаки и события помогают описывать не только то, как выглядит объект, но и его состав и связи с другими телами.

Формы существования материи

Сравнивайте столбцы по одной строке: так легче увидеть, чем вещество отличается от поля. Вещество можно назвать материалом тела, а поле — формой материи, связанной с передачей взаимодействия. В строке о наблюдении важно помнить: поле обнаруживают по его действию.

Разбор задач

Задача 1. Назови вещество, из которого сделан стеклянный стакан, и укажи, что в этом примере является телом. Нужно не смешивать материал с готовым предметом. Слово «стеклянный» подсказывает, из чего изготовлен стакан, а само название предмета обозначает отдельное тело.

1. Определяем отдельный предмет: это стакан, потому что он имеет форму и размеры.
2. Выясняем материал: стакан сделан из стекла.
3. Разделяем названия: «стакан» — тело, «стекло» — вещество.

Ответ: вещество — стекло, тело — стакан. Если бы стакан разбился на осколки, материал остался бы стеклом, хотя целое тело изменилось бы. Поэтому при ответе полезно спросить себя, называю ли я предмет или то, из чего он сделан.

Задача 2. Сравни железный гвоздь и железную ложку: что у них общее и чем они различаются? В названиях обоих предметов есть слово «железный», а сами предметы имеют разную форму. Сравнение показывает, что материал и готовое тело — не одно и то же.

1. Находим общее: оба предмета сделаны из железа, значит, у них одно и то же вещество.
2. Определяем тела: гвоздь и ложка — два отдельных предмета.
3. Сравниваем их признаки: они отличаются формой и назначением, хотя вещество у них общее.

Ответ: общее у гвоздя и ложки — вещество железо; различаются они формой и назначением. Чтобы проверить рассуждение, назови отдельно материал и каждый предмет. Если вещество совпадает, это не означает, что тела тоже одинаковы.

Задача 3. Магнит притягивает скрепку, не касаясь её. Объясни, какие объекты участвуют во взаимодействии и какая форма материи помогает его передать. Наблюдение показывает действие на расстоянии, поэтому недостаточно перечислить только предметы. Нужно связать действие с полем.

1. Называем тела: в ситуации участвуют магнит и скрепка.
2. Замечаем особенность: предметы притягиваются, хотя не соприкасаются.
3. Объясняем передачу взаимодействия: с действием магнита связано магнитное поле.

Ответ: взаимодействуют магнит и скрепка, а передавать действие помогает магнитное поле. Скрепка притягивается не потому, что магнит касается её, а потому, что поле связано с притяжением на расстоянии. В других примерах взаимодействия также важно выяснить, соприкасаются ли тела и какую роль играет поле.

Типичные ошибки

Ошибка — считать слова «тело» и «вещество» синонимами. Так можно решить, что железный гвоздь и железо — одно и то же; путаница возникает потому, что эти слова часто употребляют рядом. Проверь себя вопросами: «Какой это предмет?» и «Из чего он сделан?». Ответы «гвоздь» и «железо» относятся к разным понятиям.

Ошибка — думать, что материей является только видимое и осязаемое. Это кажется убедительным, потому что обычные предметы легко заметить, а поле может быть невидимым. Но магнитное поле обнаруживают по его действию на скрепку, и оно не зависит от того, видит ли его человек. Значит, нельзя исключать поле из материального мира лишь из-за того, что его не видно.

Ошибка — считать, что одно вещество может образовать только одно тело. Обычно такой вывод делают, если думают о конкретном предмете и забывают про другие вещи из того же материала. Проверь себя на железе: из него делают и гвозди, и ложки. Разные форма и назначение не мешают телам состоять из одного вещества.

Ошибка — полагать, что взаимодействие возможно только при непосредственном соприкосновении. Так кажется, если замечать лишь толчки и касания, но магнитная скрепка показывает другой случай. Чтобы проверить себя, посмотри, действует ли предмет на расстоянии. Если тела не соприкасаются, а действие есть, объяснение может быть связано с полем.

Связь с другими темами

До изучения темы полезно уметь наблюдать природные объекты и предметы окружающего мира, замечать их признаки и сравнивать их. Это помогает отделять сам объект от его материала и описывать, что именно мы видим. Например, можно назвать предмет, его форму и вещество, из которого он изготовлен. Такие наблюдения становятся основой для точных объяснений.

Понятия материи, тела и вещества пригодятся при изучении состава веществ и живых организмов: организм тоже состоит из разных веществ. Представление о поле помогает говорить о физических взаимодействиях, в том числе о действии магнита и притяжении тел. Поэтому тема связывает наблюдение окружающего мира с дальнейшим изучением его состава и явлений. Она учит задавать вопросы не только о том, что перед нами, но и о том, из чего объект состоит и как он действует.

Что запомнить

• Материя существует независимо от нашего сознания.
• Вещество и поле — формы материи.
• Физическое тело — отдельный объект, а вещество — то, из чего он состоит.
• Разные тела могут быть сделаны из одного вещества.
• Одно тело может состоять из нескольких веществ.
• Взаимодействие между телами может происходить через поле.