Browserudgave

Stof

Indenfor fysikken er stof materiale, der består af partikler, der er fermioner, og som derfor følger Paulis udelukkelsesprincip, der er af kvantemekanisk natur og siger, at to fermioner ikke kan befinde sig i den samme kvantetilstand. Princippet har en afgørende betydning for opbygningen og opførslen af det meste af det stof vi oplever i dagligdagen eller som kan produceres i laboratoriet. En stor del af volumenet af stof er optaget af en mere eller mindre tæt sky af elektroner der er fermioner. Forsøger man at at sammenpresse fast stof vil man opleve en modstand der er forårsaget af denne elektronsky. En sammenpresning betyder nemlig at man forsøger at få elektroner til at dele samme tilstand, hvilket er strengt forbudt. I stedet vil nogle elektroner hoppe op i en energitilstand med en højere energi, og dette føles som en modstandskraft. Pauliprincippet er derfor den kvantemekaniske forklaring på, at to ting ikke kan befinde sig på samme sted på samme tidspunkt. Visse stoffer kan bedst beskrives som bosoner, f.eks. 4He, der ganske vist er sammensat af fermioner men som har et samlet spin der er heltalligt, og som derfor er bosoner. Kombineret med en meget ringe tendens til at afgive eller modtage elektroner og dermed ændre natur fra boson til fermion, bevirker dette at 4He har egenskaber, der udviser meget tydelige bosoniske egenskaber, specielt kondenseret som væske og ved lave temperaturer. Et andet eksempel er de såkaldte Bose-Einstein kondensater af meget fortyndede gasser af atomer og små molekyler der er bosoniske.

Frem til det 20. århundrede mente man, at stof og energi var to helt forskellige ting. Dette blev modbevist af Albert Einstein, der med sin specielle relativitetsteori viste at masse (en egenskab ved stof) og energi kan udveksles.

Det stof vi kan observere antager normalt form af kemiske forbindelser (f.eks. vand, lattergas, eller køkkensalt), polymerer (f.eks. plastic), legeringer (f.eks. messing og bronze) eller rene grundstoffer (f.eks. guld og sølv).

Afhængig af ydre påvirkninger som eksempelvis temperatur og tryk, kan stof eksistere i forskellige faser. De mest almindelige er fast stof, væske og gas. Mere specielle tilstande er plasma, superflydende og Bose-Einstein kondensat. Når stof ændres fra en fase til en anden, undergår det en faseovergang (f.eks. smeltning, fordampning).

Antistof er stof der består af atomer opbygget af antipartikler. Antistof og stof kan ikke eksistere frit side ved side, da de øjeblikkeligt ville annihileres og omdannes fuldstændig til energi i form af højenergetisk elektromagnetisk stråling.

A.J. / K.Han.

Beslægtede opslag

Sidst ajourført: 1/5 2003

Læst af: 20.790