[RasitTunca]

   

Madde Nedir - Maddenin hâlleri Nelerdir?

Madde ya da özdek, uzayda yer kaplayan (hacim), kütlesi olan tanecikli yapılara denir. 5 duyu organımızla algılayabildiğimiz (hissedebildiğimiz) canlı ve cansız varlıklara

denir.[1]

Maddenin en küçük yapı birimi atomlardır. Atomlar birleşerek maddeleri meydana getirir. örneğin: iki hidrojen atomu ile bir oksijen atomu birleşerek suyu meydana getirirler.

Atom elektron nötron ve protondan oluşmuştur.

Elektron maddenin en küçük parçacığıdır ve enerjiden oluşur...Nükleer fizik ve nükleer kimyada nötrino adı ile anılan bu enerji hakkında halen pek az şey bilinmektedir.

Madde Kendi çapında:

    Fiziksel olay: Bir madde üzerinde meydana geldiği zaman, o maddenin hüviyetini, yapısını değiştirmeyen olaydır. Mesela kağıdın yırtılması, fiziki bir olaydır. Çünkü kağıdın

şekli değişmiş fakat özü yine kâğıttır.
    Kimyasal olay: Bir madde üzerinde meydana geldiği vakit, o maddenin hüviyet ve yapısını değiştiren olaydır. Mesela kağıdın yanması gibi.

Atomların çekirdeklerinde değişmeler, parçalanmalar olduğu, radyoaktif denilen elementlerden anlaşılmaktadır. Atomların ortasında bulunan çekirdeklerin bu parçalanmasında, bir

elementin başka bir elemente dönüştüğü anlaşılmıştır. Ayrıca, Albert Einstein'in izafiyet kuramına göre madde ve enerji birbirine eşdeğerdir. Bu sebeple madde enerjiye, enerji

de maddeye dönüştürülebilir. Mesela bir uranyum çekirdeğinin veya başka bir ağır atom çekirdeğinin ikiye ayrılmasıyla meydana gelen çekirdek bölünmesinde madde enerjiye dönüşür.

Bileşik cisimlerde olduğu gibi, elementler de hep değişmekte, bir halden başka hale dönmektedir.

Maddenin ortak özellikleri

    Kütle
    Hacim
    Atom ve moleküller
    Ağırlık
    Eylemsizlik
    Elektirikli yapı
    tanecikli yapı


Kütle

Fizikte, kütle, Newton'un ikinci yasasından yararlanılarak tanımlandığında cismin herhangi bir kuvvet tarafından ivmelenmeye karşı gösterdiği dirençtir. Doğal olarak kütlesi

olan bir cisim eylemsizliğe sahiptir. Kütleçekim kuramına göre, kütle kütleçekim etkileşmesinin büyüklüğünü de belirleyen bir çarpandır(parametredir) ve eşdeğerlik ilkesinden

yola çıkılarak bir cismin kütlesi kütleçekimden elde edilebilir. Ama kütle ve ağırlık birbirinden farklı şeylerdir. Ağırlık cismin hangi cisim tarafından kütleçekime maruz

kaldığına göre ve konumuna göre değişebilir.

Aynı zamanda Einstein'ın E = m c 2 {\displaystyle E=mc^{2}} {\displaystyle E=mc^{2}} yasasına göre kütle enerji olarak da değerlendirilebilir veya enerji kütle olarak da

düşünülebilir. Bu durum ışığın kütleçekim yasasından etkilenmesinde yatan temel sebebi oluşturur. Işığın enerjisi kütle olarak da düşünülebilir ama Einstein'ın genel görelilik

kuramına göre hesaplamalar yapılmaktadır ve bunlar oldukça karmaşık denklemlerdir. E = m c 2 {\displaystyle E=mc^{2}} {\displaystyle E=mc^{2}} yasası çerçevesinde düşündüğümüzde

bir gözlemci çerçevesinde enerji olarak değerlendirilen durumun, başka bir gözlemci çerçevesinde kütle olarak değerlendirilebileceği sonucuna ulaşabiliriz.

Kütleyi ölçmek için kullanılan birim kilogramdır. Kütleyi doğrudan ölçmek zordur. Bu yüzden kütleyi ölçmek için eşit kollu terazi kullanılır. Ayrıca cismin ilk olarak ağırlığını

yaylı kantarla ölçüp daha sonra kütlesini hesaplayabiliriz. İnsanların günlük hayattaki kullanımları düşünüldüğünde, kütle bir cismin sahip olduğu madde miktarı şeklinde de

tanımlanabilir. Ayrıca yüksek enerji fiziğinde, kütle cismin durağan kabul edildiği bir sistemde kendi gözlemci çerçevesinde o cismin sahip olduğu toplam enerji şeklinde

düşünülür. Ama atomaltı parçacıklar düşünüldüğünde temel parçacıkların, elektron veya kuark gibi, henüz nedeni bilinmeyen bir kütleye sahip oldukları görülür. Higgs parçacığı bu

kütlenin nedeni olarak düşünülmektedir ama bu işle ilgili farklı kuramlar olmakla birlikte henüz tam olarak bu durumun nasıl olduğu açıklığa kavuşmamıştır ve güncel olarak

çalışılan konulardan biridir.

Kütleyi ölçmek konusunda birçok farklı görüngü vardır. Bazı teorisyenler bu görüngüleri çözmeye çalışmasına rağmen bu görüngüler(fenomenler) başka görüngüleri (fenomenleri)

ortaya çıkarmıştır. Şu an denenen deneylerde aşağıdakilerden farklı olarak kütleyi ölçmenin bir yolunu bulamamışlardır:

Eylemsizlik kütlesi, bir maddenin hızındaki değişimine (ivmelenmeye) gösterdiği dirençtir. Aktif kütleçekim kütlesi, kütleçekim kuvvetine sebep olan maddenin kütleçekimde

sağladığı çarpanın ifadesidir. Pasif kütleçekim kütlesi, maddenin kütleçekim kuvvetinin etkisi altında kalmasına sebep olan büyüklüğüdür.

Kütle-enerji ölçümünde cismin kütlesine karşılık gelen enerji E = m c 2 {\displaystyle E=mc^{2}} {\displaystyle E=mc^{2}} formülü kullanılarak hesaplanır.

Bir cismin kütlesi, cisme belli bir kuvvet uygulandığında cismin ivmesini bulmamıza yardım eder. Bu görüngü eylemsizlik olarak adlandırılır. Newton’un ikinci yasasına göre, eğer

herhangi bir cismin kütlesine m {\displaystyle m} {\displaystyle m}, cisme uygulanan kuvvete F {\displaystyle F} {\displaystyle F}, ivmesini de a {\displaystyle a} a olarak ele

alırsak a = F / m {\displaystyle a=F/m} {\displaystyle a=F/m} olarak hesaplama yapabiliriz. Bir cismin kütlesi o cismin kütleçekim alanından ne kadar etkileneceğini belirler.

Eğer ilk cismin kütlesine m a {\displaystyle m_{a}} {\displaystyle m_{a}}, ikinci cismin kütlesine m b {\displaystyle m_{b}} {\displaystyle m_{b}}, iki cismin merkezleri

arasındaki uzaklığa da r {\displaystyle r} {\displaystyle r} dersek iki cisim arasındaki çekim kuvvetini (F), Fg = Gmamb/r2 formülünü kullanarak hesaplayabiliriz ( G = 6.67 × 10

− 11 N m 2 k g − 2 {\displaystyle G=6.67\times 10^{-11}Nm^{2}kg^{-2}} {\displaystyle G=6.67\times 10^{-11}Nm^{2}kg^{-2}},kütleçekim sabiti). 17. yüzyıldan beri yapılan

deneylerde kütleçekim kütlesi ve eylemsizlik kütlesi arasında bir fark bulunamamıştır. Bu deneylerde en yüksek hassasiyet 5 × 10 − 14 {\displaystyle 5\times 10^{-14}}

{\displaystyle 5\times 10^{-14}} düzeyindedir, başka bir deyişle 10 14 {\displaystyle 10^{14}} {\displaystyle 10^{14}} de 5 seviyesine kadar kütleçekim kütlesi ve eylemsizlik

kütlesi aynıdır.




Kütle Birimleri
Kilogram, Uluslararası Birim Sisteminde, 7 temel birimden biridir.

Kütlenin birimi Uluslararası Birimler Sistemine (SI) göre kilogramdır. Bu ilk kez 1795’te donma noktasındaki bir santimetreküp su ile belirlenmiştir. Sonra 1889’da tekrar

tanımlanmıştır. Daha sonra belirlenen bir örnek üzerinden yeniden tanımlamaya gidilmiştir. 2013'te Plank sabiti cinsinden yeniden hesaplanmasına yönelik bir öneri getirilmiştir.

SI sisteminde diğer birimler:

    Bir ton bin kilograma eşittir.
    Enerji birimi olan elektronvolt (eV) kütle-enerji formülünü uygulayarak kolayca kütleye çevrilebilir. Elektronvolt parçacık fiziğinde yaygın olarak kullanılır.
    Atomik kütle birimi (u), karbon-12 atomu kütlesinin 1/12’sine eşittir, yaklaşık olarak 1,66 x 10−27kg’dır. Atomların ve moleküllerin kütlelerini bulmakta yardımcı olur.
    Slug bir İngiliz ölçü birimidir. Yaklaşık 14,6 kilogramdır.
    Pound hem kütle hem kuvvet birimidir. Genellikle Amerika’da kullanılır. Yaklaşık 0,45 kg ya da 4,5 Newton’dur.
    Planck kütlesi bir parçacığın alabileceği en yüksek kütledir. Yaklaşık 2,18×10−8 kilogramdır. Genellikle parçacık fiziğinde kullanılır.
    Çok büyük yıldızların, kara deliklerin kütlesini tanımlamak için cisimlerin Schwarzschild yarıçapınının kullanıldığı durumlar vardır. (1 cm ≈ 6,73×1024kg)

Kütle Tanımları

Fizik biliminde, yedi temel kütle kavramı vardır:

    Belirli türlerdeki madde miktarı ürünlenimle yığma yöntemi ya da başka bir yöntemle tam olarak tespit edilebilir. Bir maddenin kütlesi o maddenin içerdiği atom ve

moleküllerin içerdiği bağların kopma ya da birleşme enerjisi ile bulunabilir.
    Bir cismin eylemsizlik kütlesi, o cismin ivmelenmeye karşı gösterdiği dirençtir. Kuvveti ve ivmeyi biliyorsak eylemsizlik kuvvetini hesaplayabiliriz. Aynı kuvvet

uygulandığında küçük kütleli cisimler büyük kütleli cisimlere göre daha büyük bir ivmelenmede bulunacaklardır. Büyük kütleli cisimler büyük eylemsizliğe sahiplerdir.
    Aktif kütleçekim kütlesi, maddenin kütleçekimsel alanının bir ölçüsüdür. Kütleçekim alanını, bir nesnenin serbest düşmesine izin verip ivmesini ölçerek hesaplayabiliriz.

Örneğin, Ay’ın yüzeyinde serbest düşme yapan bir cismin ivmesi, Dünya’nın üzerinde serbest düşme yapan bir cismin ivmesinden küçüktür. Ay’daki kütleçekim alanının daha az

olmasının sebebi Ay’ın kütleçekim kütlesinin daha az olmasından kaynaklanır.
    Pasif kütleçekim kütlesi, maddenin kütleçekim alanıyla etkileşime giren ve ivmelenmeye maruz kalan büyüklüktür.
    Kütle enerji eşitliğine göre enerji de kütle olarak düşünülebilir. Bu eşitlik ışığın kütleçekim ile bükülmesi, nükleer füzyon, parçacık-antiparçacık oluşumunu içeren yüksek

enerjili fiziksel süreçlerle ispatlanmıştır. Nükleer füzyon ve parçacık-antiparçacık oluşumu deneyleri enerji ve kütlenin birbirleri arasında dönüşümünü de gösterir. Işığın

kütleçekim ile bükülmesi olayında, saf enerjili fotonlar pasif kütleçekim kütlesine sahip gibi davranırlar.
    Uzay zamanının eğriliği mevcut kütlenin göreceliğinin bir bulgusudur. Bu eğiklik oldukça küçüktür ve ölçülmesi çok zordur. Bu yüzden, Einstein genel görelilik kuramını

açıklayana kadar keşfedilemedi. Dünyanın yüzeyindeki aşırı hassas atomik saatler zamanı uzayda sabitlenmiş saatlerden daha yavaş ölçer. Zamanın eğriliğinden dolayı her geçen

süre zamanın genişlemesine yer çekimsel zaman genişlemesi denir.
    Cismin kuantum kütlesi frekansının ve dalga boyunun arasındaki farkı gösterir. Bir elektronun kuantum kütlesi, Compton dalga boyu, spektroskopisinin çeşitli formları

aracılığıyla belirlenebilir ve Rydberg sabiti, Bohr yarıçapı ve klasik elektron çapı ile yakından bağlantılıdır. Daha büyük cisimlerin kuantum kütleleri direkt olarak watt

dengesi yöntemi kullanılarak ölçülebilir. Göreceli kuantum mekaniğinde kütle, Poincaré grubunun indirgenemez temsili etiketidir.

Kütle ve Ağırlık


Kütle, kilogram cinsinden ölçülebilen ve maddenin miktarı veya enerjisi ile ilgili bir büyüklüktür. Ağırlık ise kütleye etki eden kuvvetin büyüklüğüdür. Kütlenin birimi

kilogramken, ağırlığın birimi kuvvet olduğu için Newton'dur.

Günlük kullanımda kütle ve ağırlık sıklıkla karıştırabilmektedir. Örneğin bir kişinin ağırlığı 75 kg olarak ifade edilebilir. Sabit bir kütleçekim alanında, bir nesnenin

ağırlığı kütlesi ile orantılıdır ve bu iki kavram için aynı birimi kullanmak sorunsuz görülebilir ama Dünya’nın şeklinden dolayı, farklı yerlerinde kütleçekim alanındaki

farklılıklardan dolayı bu ayrım, yaptığımız ölçümlerde tutarlılık sağlamamız için çok önemlidir. Sonuç olarak kütle(kilogram olarak ölçülen), bir nesnenin içsel bir özelliği

anlamına gelirken, ağırlık(Newton cinsinden ölçülen), kütleçekim alanından etkilenip serbest düşmede kendi doğal seyrini yapan bir cismin kütleçekim alanından ne kadar

etkilendiğini ölçer. Kütleçekim alanı ne kadar gücü olursa olsun, serbest düşmede cisimler cisimle beraber hareket eden bir gözlemci çerçevesinde ağırlıksızdır.

Ağırlık denilen kuvvetse, kütleye ve ona etki eden kütleçekim alanına bağlıdır. Örnek olarak, kütleçekim alanından dolayı meydana gelen serbest düşmeye maruz kalan bir cisim,

sabit bir durumda olsa bile, bu kuvvet tarafından ivmelenmek isteyecektir ve bu da tartıda ölçüm yapabilmemizi sağlar. Etki eden kuvvet kullanılarak tartının göstergesinde

kilogram ölçeğinde bu kuvvetin karşılık geleceği madde miktarı ölçülür. Dünya üzerinde kutuplarda ve ekvatorda aynı tartıda aynı insan tartının üzerine çıktığında farklı

kilogram değerleri gözlemlenebilir, bu fark 70kglık bir insan için 1.5 kg civarındadır.

Ağırlık serbest düşme gibi durumlarda etken güçtür ve cisim bundan dolayı ivmelenmeye maruz kalır. Örneğin dünya üzerinde 50 kilogram kütleli bir nesne 491 Newton ağırlığa

sahiptir. Bu da cisme serbest düşme sırasında etki eden kuvvettir. Aynı nesneyi Ay’ın yüzeyinde incelediğimizde kütlesi yine 50 kilogramdır fakat ağırlığı 81,5 Newton’dur. Çünkü

Ay'ın oluşturduğu kütleçekim alanı, Dünya'nın oluşturduğu kütleçekim alanından zayıftır. Matematiksel olarak Dünya’nın yüzeyine yerleştirilmiş bir cismin ağırlığını W, kütlesini

m, olarak kabul edersek W=mg formülünü kullanarak Dünya’nın yerçekimi ivmesini g=9,80665 olarak hesaplarız. Mekanik ivmelerin etkili olduğu diğer durumlarda da olduğu gibi kütle

ile ivmenin çarpımı cisme etki eden net kuvveti verir. Asansörlerde, araçlarda, merkezcil kuvvetlerde ve benzeri mekanizmalarda(yüzeyden yukarı çıkan) yerçekimi etkilerine karşı

direnç olduğu açıkça görülebilir. Bu direnç de maddenin eylemsizliği ile ilgilidir. Bu gibi durumlarda cismin w ağırlığı için W= -ma denklemini kullanabiliriz.

Kütle maddeyle ilişkilidir; ama madde tanımı kütleden farklı olarak bilimde yetersizdir. Atomaltı ölçekte, sadece fermiyonlar değil aynı zamanda kuvvet taşıyıcı bozonlar da

kütleye sahip olabilir. Sıradan bir maddenin durgun kütlesi değişmez kütle olarak tanımlanır. Özel görelilikte bazı durumlarda kütlenin hıza göre değişen bir özelliği varmış

gibi anlatılabilir. Ama bu ölçümlenebilen bir şey olmadığı ve enerji ve durgun kütleden türetildiği için artık birçok yerde kullanımından vazgeçilmiş bir tanımlamadır. Standart

Model Parçacık Fiziğinde, kütle bazı modellerde temel parçacıklar için Higgs alanı olarak bilinen alan için ortaya çıkan bir özellik olarak tanımlanır. Gözlemlenebilir evrenin

toplam kütlesinin bazı modellerde 1052kg ve 1053 kg arasında olduğu tahmin edilmektedir, bu da 1079 ve 1080 arasında protonun durağan kütlesine karşılık gelmektedir.
Eylemsizlik ve Kütleçekim Kütlesi

Eylemsizlik kütlesi, pasif ve aktif kütleçekim kütleleri ile kavramsal olarak farklı olmasına rağmen, bugüne kadar hiçbir deney açık bir şekilde, aralarında bir fark

gösterememiştir. Klasik mekanikte Newton’un 3. Yasası aktif ve pasif kütleçekim kütlesinin çok yakın ya da eşit olacağını açıklayabiliyor, ama klasik kuram, kütleçekim kütleleri

ile eylemsizlik kütlesinin neden eşit olabileceği ile ilgili zorlayıcı bir sebep sunmuyor. Öyle ki sadece deneysel bir gerçektir.

Albert Einstein, eylemsizlik ve (pasif) kütleçekim kütlesi arasındaki bu uyuşmaların kaza sonucu olmadığı varsayarak genel görelilik kuramını geliştirmeye başladı: hiçbir deney

aralarındaki farkı tespit edemez(denklik ilkesinin zayıf tarafı). Ortaya çıkan kuram, kütleçekimin sonucunun bir kuvvet olmadığını ve bu yüzden de Newton’un üçüncü yasasına

bağlı olmayacağını ileri sürer. Ama bu kuramın içerisine Newton'un tanımladığı kütleçekim etkileşimi, genel göreliliğin zayıf alandaki limitinin Newton'un tanımladığı etkileşim

olması gerekliliği ile elle dahil edilmiştir.

Eylemsizlik ve kütleçekim kütlelerinin eşitliği bazen “Galileo’nun Eşdeğerlik İlkesi” ya da “zayıf eşdeğerlik ilkesi” olarak atfedilir. Bu denklik ilkesinin en önemli sonucu,

serbest düşen nesneler için geçerlidir. Eylemsizlik ve kütleçekim kütlelerini sırasıyla m ve M olarak varsayalım. Eğer cisme yalnızca kütleçekim alanı g {\displaystyle g}

{\displaystyle g}'nin uyguladığı bir kuvvet etki ediyorsa, Newton’un ikinci yasasının, kütleçekim Kanunuyla birleştirirsek:

    a = M m g {\displaystyle {\boldsymbol {a}}={\frac {M}{m}}{\boldsymbol {g}}} {\displaystyle {\boldsymbol {a}}={\frac {M}{m}}{\boldsymbol {g}}}

denklemini elde ederiz. Eğer herhangi bir cisim, sabit bir kütleçekim alanına maruz kalıyorsa, bu cismin yerçekimsel kütlesi ile eylemsizlik kütlesinin oranı K’dir ve sabittir.

Bu olgu “serbest düşme evrenselliği” olarak adlandırılır. Serbest düşmenin evrenselliğini gösteren ilk deneyler Galileo tarafından yapılmıştır. Galileo, genellikle, Pisa

kulesinden nesneleri bırakarak sonuçları incelediği düşünülür. Ama bunun büyük olasılıkla bir uydurma olduğunu; aslında sürtünmesiz bir eğik düzlemde topları serbest bırakarak

zamanlamaları incelediği yönünde deliller vardır. Bu eşdeğerlikle ilgili deneyler, 1889’da Loránd Eötvös’ün torsiyon denge sarkacını kullanarak yaptığı deneyle başlayan ve

giderek hassaslaşan bir sürece girmiştir. 2008 yılı itibariyle, evrenselliğinde ya da Galileo’nun eşitliklerinde 10−14 hassasiyetinden büyük hiçbir sapma belirtilmemiştir. Daha

hassas deneylerin çalışmaları hala yürütülmektedir.

Kütleçekiminin evrenselliği sadece kütleçekiminin cisme etkiyen tek kuvvet olması durumunda geçerlidir. Cisme etkiyen sürtünme ve hava direnci gibi diğer kuvvetler olmamalı ya

da ihmal edilebilir olmalıdır. Örneğin, hava sürtünmesinin olmadığını varsayarsak, bir çekiç ile bir tüy, Dünya’nın yüzeyinden eşit uzaklıkta ve aynı anda serbest düşmeye

bırakıldıklarında, iki cisminde yere düşene kadar havada geçirdiği zaman kesinlikle eşit olacaktır. Bu deneydeki ortam, lise laboratuvarlarında, bir şeffaf fanusun havasının

vakum pompasıyla alınması ile sağlanabilir. Daha sonra nesneleri bırakarak deney tamamlanabilir. Bu deney David Scott’ın Apollo 15 uçuşu sırasında, Ay’ın yüzeyinde yaptığı gibi,

doğal olarak havasız olan ortamlarda yapıldığında daha çarpıcı sonuçlar verir. Denklik ilkesinin daha güçlü bir sürümü, Einstein’ın eşitlik denkliği ya da güçlü eşitlik denkliği

olarak bilinir. Bu denklik uzay-zamanın yeteri kadar küçük bölgelerinde geçerlidir. Sabit bir ivmelenmeyle, kütleçekim alanını birbirinden ayrımsamanın yeterince küçük uzay-

zaman aralığında mümkün olmadığı düşünülür. Bu yüzden, bu kuram, bir cismin, kütleçekim alanı tarafından bir kuvvete maruz kalmasının sonucunda cismin düz bir çizgi üzerinde

hareket etme eğilimi oluşturur ve bu nedenle eylemsizlik kütlesinin bir fonksiyonunun, kütleçekim alanının gücü olduğunu öne sürer.
Kütle-Hız Değişimi

Kuantum mekaniğine göre hızı artan bir cismin kütlesi de artmaktadır. Fakat bu değişim küçük hızlarda ihmal edilebilecek kadar azdır. bu değişim aşağıdaki formül ile hesaplanır:
m = m 0 1 − ( v 2 / c 2 ) {\displaystyle m={\frac {m_{0}}{\sqrt {1-(v^{2}/c^{2})}}}} {\displaystyle m={\frac {m_{0}}{\sqrt {1-(v^{2}/c^{2})}}}}
Burada m {\displaystyle m} {\displaystyle m}: Kütle değişimini, m 0 {\displaystyle m_{0}} {\displaystyle m_{0}}: İlk kütleyi, v {\displaystyle v} {\displaystyle v}: Cismin

hızını, c {\displaystyle c} {\displaystyle c}: ışık hızını temsil eder.
Kütlenin Kökeni

Kuramsal fizikte, kütle oluşturma mekanizması, fiziğin en temel yasalarından gelen kütlenin kökenini açıklamaya çalışan bir kuramdır. Bugüne kadar kütlenin kökeni ile ilgili

farklı modeller önerilmiştir. Kütle kavramı güçlü bir şekilde kütleçekim etkileşimi ile ilişkilidir. Fakat henüz parçacık fiziğinin kabul gören modeli olan standart modelle

bağdaştırılabilen bir kuram geliştirilemedi.
Newton Öncesi Kavramlar
Madde miktarı olarak kütle

Kütle madde miktarı olarak da değerlendirilebilen bir kavramdır, ama bu günümüzde kullanılan bilimsel tanım değildir. Miktar kavramı çok eski ve kayıtlı geçmişten daha öncedir.

İlk çağlarda insanlar, yakın ağırlıktaki cisimlerin bir araya getirilmesinden oluşan ağırlığın, cisimlerin sayısı ile doğru orantılı olduğunu fark etti: bir araya getirilen

benzer her bir cismin ağırlığı W, bir araya getirilen cisimlerin sayısı n veya m ise, orantılılık tanımı gereği, iki değerin sabit bir orana sahip olduğu anlamına gelir.

    W n n = W m m {\displaystyle {\frac {W_{n}}{n}}={\frac {W_{m}}{m}}} {\displaystyle {\frac {W_{n}}{n}}={\frac {W_{m}}{m}}}, ya da eşit bir biçimde W n W m = n m .

{\displaystyle {\frac {W_{n}}{W_{m}}}={\frac {n}{m}}.} {\displaystyle {\frac {W_{n}}{W_{m}}}={\frac {n}{m}}.},

Bu ilişki kısaca bir araya getirilmiş n tane cismin toplam ağırlığı W n {\displaystyle W_{n}} {\displaystyle W_{n}}in n bölümünün ve bir araya getirilmiş m tane cismin toplam

ağırlığı W m {\displaystyle W_{m}} {\displaystyle W_{m}}in m bölümünün aynı sonucu vermesi yani bir araya getirilen her bir cismin ağırlığı olan W {\displaystyle W}

{\displaystyle W}'nun elde edilmesinden yola çıkılarak yazılmış bir ilişkidir.

Bu ilişkinin önceki kullanım türlerinden biri de dengeli terazidir. Dengeli terazide denge, bir nesnenin ağırlığının kuvvetine karşı, başka bir nesnenin ağırlığının kuvveti ile

kurulur. Bu terazinin kollarına etki eden kütleçekim alanları oldukça yakındır. Dolayısıyla, eğer aynı kütleye sahip cisimlerin ağırlıklarını ölçersek, cisimlerin kütlelerini

kıyaslamış oluruz. Sonuç olarak, tarihsel ağırlık standartları genellikle miktarları açısından tanımlanmıştır. Örneğin Hintler ve Romalılar, bir ölçüm standardı olarak küçük

ağırlıklarlar için keçiboynuzu tohumu(karat veya siliqua) kullanırlardı. Keçiboynuzu tohumu ile ölçülen şeyler genelde elmas gibi değerli olan şeylerdi. Eğer bir nesnenin

ağırlığı 1728 keçiboynuzu tohumuna eşdeğer olsaydı, nesnenin bir Roma poundu ettiğini söylerlerdi. Başka bir şekilde, eğer nesnenin ağırlığı 144 keçiboynuzu tohumuna eşit

olsaydı, nesnenin ağırlığı bir ons(uncia) olacaktı. Roma poundu ve onsu farklı kütlelerdeki cisimleri belirtmek için kullanılmıştır.

    o u n c e p o u n d = W 144 W 1728 = 144 1728 = 1 12 . {\displaystyle {\frac {ounce}{pound}}={\frac {W_{144}}{W_{1728}}}={\frac {144}{1728}}={\frac {1}{12}}.} {\displaystyle

{\frac {ounce}{pound}}={\frac {W_{144}}{W_{1728}}}={\frac {144}{1728}}={\frac {1}{12}}.}

Gezegensel Hareket
Ayrıca bakınız: Kepler yasaları

Milattan sonra 1600 yılında, Johannas Kepler, en hassas astronomik verilerin bazılarına sahip olan Tycho Brahe’nin yanına çalışmaya başladı. Brahe'nin hassas Mars gezegeni

gözlemlerini kullanarak, Kepler, gezegensel hareketi karakterize etmek için kendi yöntemini geliştirmek adına 5 yıl çalıştı. 1609’da Kepler, gezegenlerin Güneş etrafındaki

hareketini açıklayan üç yasa yayınladı. Kepler son hareket modelinde, gezegenlerin, merkezinin birinde Güneş olduğu eliptik bir yörünge etrafında nasıl hareket ettiklerini

açıkladı. Kepler bir gezegenin yörüngesinin karesiyle, gezegenin yarı-büyük ekseninin küpü doğru orantılıdır ya da eşdeğerdir ve bu iki değerin oranı Güneş Sistemi’ndeki tüm

gezegenler için sabittir şeklindeki üçüncü yasasını yayınlayarak bu hareketi açıklayacak en önemli adımlardan birini attı.

25 Ağustos 1906’da Galileo Galilei, Venedikli tüccar bir gruba ilk teleskobunu gösterdi ve Ocak 1610’un öncesinde Galileo, Jüpiter'in etrafında yıldızlara benzer ama çıplak

gözle görülemeyen nesneler gözlemledi. Ancak gözlemlerinden birkaç gün sonra Galileo, bu “yıldızların” Jüpiter’in yörüngesinde olduğunu fark etti. Bu dört nesne(Keşfinin onuruna

Galile uyduları olarak adlandırılır) Dünya'dan gözlenen ama Dünya’nın ve Güneş’in yörüngesi dışında başka bir yörünge etrafında döndüğü farkedilen ilk cisimlerdir. Galileo,

sonraki on sekiz ay içinde bu uydularını gözlemeye devam etti ve 1611’in ortalarında uyduların devirlerinin zamanı hakkında tahminlerde bulundu. Bu tahminler belli bir hassayite

kadar doğru olmasına rağmen Jüpiter ve Dünya arasındaki uzaklığın değişmesinden dolayı bir miktar hata payı barındırıyordu. Daha sonra Romer tarafından bu durum, Jüpiter ile

Dünya'nın arasındaki uzaklığın değişmesi, kullanılarak ilk defa ışığın hızı hesaplandı. Bu hesap 26% lik hata payı içeriyordu ama zamanına göre yapılmış en iyi hesaptı ve Romer

ışık hızını 220000 km/s (saniyede 220 bin kilometre) olarak hesaplamıştı.
Galileo Serbest Düşmesi
Galileo Galilei 1636
Bir topun, serbest düşme esnasındaki eşit zaman aralıklarında olan yer değiştirmesi.

1630'lu yıllarda Galileo serbest düşme hareketi üzerinde çalışmaya başladı. Galileo Dünya'nın yerçekimi alanını araştıran ilk bilim insanı olmamasına rağmen, yerçekiminin temel

özelliklerini doğru bir şekilde açıklayan ilk bilim insanıydı. Bunun yanı sıra, bu hesabı yaparken Galileo’nun fiziksel ilkeleri oluşturmak için bilimsel deneylere olan güveni

gelecek nesillerdeki bilim insanları üzerinde önemli bir etkiye sahip olacaktı. Galieo eğik düzlem üzerinde deneyler yapmıştı ama Galileo’nun öğrencisi olan Vincenzo Viviani

tarafından yazılan biyografide, Galileo’nun maddelerin düşme zamanlarının kütlelerinden bağımsız olduğunu göstermek için eğik Pisa Kulesinden aynı maddeden yapılmış ama

kütleleri farklı toplar bıraktığını belirtti. (Pisa kulesinde yapılan deneyin Galileo sonrasında yaşamış bir keşiş olduğuna dair bilimsel metinler vardır.) Galileo kütleleri

farklı olan iki cisim birbirine bağlanırsa, kütlesi daha çok olan karmaşık olan sistemin hafif olan sistemden önce düşüp düşmeyeceği şeklindeki soruya bütün cisimlerin aynı anda

düşeceği şeklinde cevap vermiş oldu.

Bir sonraki deney, 1638 yılında yayınlanan Galileo’nun İki Yeni Bilimler (Two New Sciences) kitabında tanımlanmıştır. Galileo’nun kitabında geçen hayali karakterlerinden biri

olan Salviati, bir bronz top ve ahşap bir rampa kullanılan bir deney anlatmaktadır. Ahşap rampada; düz, pürüzsüz, cilalı kanal şeklinde bir boşluk vardı ve 12,5 arşından üç

parmak daha kalındı. Bu boşluk aynı zamanda yumuşak ve mümkün olduğunca cilalanmış parşömen ile kaplıydı. Bu boşluğun içine sert pürüzsüz ve yuvarlak bronz bir top

yerleştirildi. İvmeyi yeterince düşürebilmek ve hesaplayabilmek için çeşitli rampa çeşitli eğimlerde yerleştirildi. Bronz top, uzunluğu bilinen yolda ilerlemesi için serbest

bırakıldı ve rampanın alt ucuna kadar geçen süre kaydedildi. Zaman aşağıda tarif edilen bir saat kullanılarak ölçüldü:

    Yüksek bir konumda bulunan büyük bir su teknesinin altından küçük bir delik açılır ve bir düzenek sayesinde sürekli olarak su damlatılır. Düşen damlalar bir bardakta

toplanır. Bu bardak her düşüşten sonra hassas bir tartı ile tartılır. Su sabit bir kütlede damlayacağı için ve her aralık birbiriyle eş olacağı için, küçük bir denklem

yardımıyla zamanı ölçebiliriz.

Galileo serbest düşen bir nesnenin, yerdeğiştirişinin, geçen sürenin karesiyle doğru orantılı olduğunu buldu:

    Yerdeğiştiriş ∝ Zaman 2 {\displaystyle {\text{Yerdeğiştiriş}}\propto {{\text{Zaman}}^{2}}} {\displaystyle {\text{Yerdeğiştiriş}}\propto {{\text{Zaman}}^{2}}}

Galileo serbest düşme yapan bir cismin, Dünya'nın yerçekimi kuvvetinin etkisi altında olduğunu göstermişti, Johannes Kepler ise gezegenlerin güneşin kütle çekim kuvvetinin

etkisi altında eliptik yollarını takip ettiğini göstermişti. Ancak Galileo’nun serbest düşme hareketleri ve Kepler'in gezegen hareketleri Galileo’nun ömrü boyunca ayrı kaldılar.

Bu iki konu daha Newton'un çalışmalarıyla bir araya getirilecekti.
Newton mekaniğinde kütle
Isaac Newton 1689
Ay Dünya'nın kütlesi
Yarı-büyük eksen Yıldızsal orbital periyot
0.002 569 AU 0.074 802 Yıldızsal yıl 1.2 π 2 ⋅ 10 − 5 AU 3 y 2 = 3.986 ⋅ 10 14 m 3 s 2 {\displaystyle 1.2\pi ^{2}\cdot 10^{-5}{\frac {{\text{AU}}^{3}}{{\text{y}}^

{2}}}=3.986\cdot 10^{14}{\frac {{\text{m}}^{3}}{{\text{s}}^{2}}}} {\displaystyle 1.2\pi ^{2}\cdot 10^{-5}{\frac {{\text{AU}}^{3}}{{\text{y}}^{2}}}=3.986\cdot 10^{14}{\frac

{{\text{m}}^{3}}{{\text{s}}^{2}}}}
Dünya'nın kütleçekimi Dünya'nın yarıçapı
9.806 65 m/s2 6 375 km

Robert Hooke 1674 yılında kütleçekim kuvvetleri ile ilgili düşüncelerini yayınladı. Bu yayında, bütün astronomik objelerin merkezlerine doğru bir kütleçekime sahip olduğunu

belirtiyordu ve bu objelerin etraflarındaki bütün objeleri çektiğini belirtiyordu. Bunun yanı sıra, bu kütleçekimin şiddetinin objenin merkezine yaklaştıkça arttığını

belirtiyordu. Newton ile fikir alışverişlerinde Hooke kütleçekimin iki cismin arasındaki mesafe arttığında aralarındaki mesafenin iki katına göre azaldığını da belirtiyordu.

Hooke'un bu düşüncesi sonsuz küçük matematiğini (calculus) icat eden Newton'u harekete geçirdi ve Newton Kepler orbitlerini inceleyerek Hooke'un düşüncesinin doğru olup

olmadığını anlamak üzere hesap yapmaya başladı. Newton'un hesaplamaları Hooke'un düşüncesinin doğru olduğu yönündeydi ama Newton bu sonuçları uzun bir süre saklı tuttu. 1684

yılında Newton hesaplarından Edmond Halley'e bahsetti ve Halley onu hesaplarını yayınlaması gerektiğine ikna etti. Halley tarafından cesaretlendirilen Newton, 1684 Kasım'ında

çalışmalarını "De motu corporum in gyrum" (Orbit hareketi yapan cisimler üzerine) başlığıyla Halley ile paylaştı. Halley Newton'un çalışmalarını Kraliyet Akademisi (Royal

Society)'ye sundu. Newton sonra çalışmalarını "Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica" (doğa felsefesinin matematiksel ilkeleri) başlığıyla üç kitaplık bir set halinde

yayınladı. Kraliyet Akademisi 1686 yılında Newton'un çalışmalarını yayınladı.

Newton, Kepler'in kütleçekimsel kütle ve Galileo'nun kütleçekimsel ivme kavramları arasındaki boşluğu dolduran

    g = − μ R ^ | R | 2 {\displaystyle \mathbf {g} =-\mu {\frac {\hat {\mathbf {R} }}{|\mathbf {R} |^{2}}}} {\displaystyle \mathbf {g} =-\mu {\frac {\hat {\mathbf {R} }}{|

\mathbf {R} |^{2}}}}

bağıntıyı ispatladı. Bu denklemde g kütleçekimden etkilenen cismin gözlemlenen ivmesine, μ kütleçekime sebep olan cismin kütleçekimsel kütlesine ve R etkileşimde bulunan iki

cismin merkezleri arasındaki uzunluğa karşılık gelmektedir.

Bu ilişkiyi, cismin kütlesi ve cismin kütleçekimin sebep olduğu ivme arasındaki ilişki, bularak Newton, kütleçekimsel kütlenin hesaplanması için yeni bir yöntem daha geliştirmiş

oldu. Dünya'nın kütlesi Ay'ın hareketinden yola çıkılarak Keplerin metodu sayesinde, veya Dünya'nın yüzeyindeki kütleçekimsel ivmenin hesaplanması bunun Dünya'nın yarıçapının

karesi ile çarpılması sayesinde bulunabileceğini gösterdi. Dünya'nın kütlesi Güneş'in kütlesinin üç milyonda biri kadardır.
Newton'un Top Mermisi
Yüksek bir dağdan atılan top mermisi. Eğer hızı düşükse, Dünya’ya çarpar. (A,B). Çok yüksek hızlarda, Dünya’nın etrafında eliptik bir yörünge izleyecektir(C,D). Eğer hızı, top

mermisinin Dünya'nın çekim kuvvetine eşit olan enerjiden daha büyük bir enerjiye sahip olmasına yetecek düzeydeyse, top mermisi Dünya’nın kütleçekim alanından kurtulacaktır(E).

(Kritik hız herhangi bir cismin kütleçekim alanından dolayı oluşacak enerjiye eşit olan enerjiye sahip olmasını sağlayacak hızdır. Eğer herhangi bir cisim bu hızdan daha büyük

bir hızla kütleçekim alanına sebep olan cisimden uzağa doğru fırlatılırsa cisim kütleçekim alanından kurtulacaktır.)

Newton'un Top Mermisi, Galileo'nun kütleçekim ivmesi ve Kepler'in eliptik yörüngeleri arasında köprü olan bir düşünce deneyi olmuştur. Bu ilk kez Newton'un 1728’de yayınlanan

kitabında (Dünya Sistemi Üzerine Bir İnceleme) yayınlandı. Galileo’nun düşüncesine göre, bir taş Dünya’ya doğru sabit bir ivmeyle düşer. Ancak Newton taşı yere yatay (kütleçekim

ivmesine dik) olarak atıldığında, taş kavisli bir yol izler. Taşı ne kadar hızlı atarsak Dünya üzerinde o kadar çok yol kat eder. Eğer taşı bir dağ üzerinden yeteri kadar hızlı

bir şekilde atılabilseydi, taş yine aynı eğriyi çizecekti fakat eğer uygun hızla atılmışsa bu sefer eğri taşın atıldığı yere Dünya'nın etrafını dolaşarak ulaşmasını sağlayacak

şekilde olacaktı.
Evrensel Kütle
Elma aslında Dünya’nın her bir noktasındaki kütleler tarafından çekilmektedir. Fakat bu kütlelerin oluşturduğu kuvvetlerin bileşkesi elmayı Dünya’nın merkezine doğru çeken tek

bir kuvvete eşit olacaktır.

Önceki teoriler göklerin tamamen farklı malzemeden yapılmış olduğunu belirtirken, Newton’un kütleçekim kuramı çığır açıcı bir etki yarattı çünkü evrensel kütle çekimini

tanımladı: Her nesne kütleçekimsel kütleye sahiptir ve bu nedenle, her nesne bir kütleçekim alanı oluşturur. Newton iki madde arasındaki kütleçekim alanının, iki maddenin

arasındaki uzaklığın karesiyle ters orantılı olacağı varsayımında bulundu. (Külteçekim alanı ∝ {\displaystyle \propto } {\displaystyle \propto }1/r2, r:aradaki uzaklık.) Newton

akla yatkın varsayımlarda bulunarak, küçük cisimlerden oluşturulmuş dev bir küresel cismin ortalama kütleçekim alanını hesaplamıştır. Newton çok büyük küresel cisimlerin

kütleçekim alanının, cismin kütlesiyle doğru orantılı ve cismin merkezine olan uzaklığın karesi ile ters orantılı olduğunu buldu.

Newton’un evrensel kütleçekim kuramına göre, her cisim, mesela her keçiboynuzu tohumu bir kütleçekim alanı üretir. Yani keçiboynuzu tohumları ile bir küre yapılmak istenseydi bu

kürenin (Dünya’nın ve Güneş'inki gibi) kütleçekim alanı, kürenin bulundurduğu keçiboynuzu tohumu sayısı ile doğru orantılı olacaktır. Sonuç olarak, yeterli bilgiye sahipsek,

kürenin içinde bulunan keçiboynuzu tohumlarının tam sayısını kuramsal olarak bulabilmemiz mümkündür. Birim dönüşümlerini kullanmak bu hesaplamalarda kullanılan basit bir

yöntemdir. Kütleçekimsel kütleyi, prensipte geleneksel kütle birimi cinsinden yazabiliriz ancak bu pratikte oldukça zor bir iştir. Newton’un kuramına göre, bütün objelerin bir

kütleçekim alanı vardır. Kuramda bu objeyi oluşturmak için sonsuz küçük parçayı birleştirmek mümkündür. Fakat olaya pratiksel bir bakış açısıyla baktığımızda, küçük nesnelerin

zayıf olan çekim alanlarını ölçmek son derece zordur. 1680’lerde Newton’un Evrensel Kütleçekim kitapları yayınlandı. Dünyanın kütlesini, geleneksel kütle birimi cinsinden ölçen

ilk başarılı ölçüm Cavendish deneyi ile yaklaşık yüz yıl sonra, 1797'de, gerçekleştirildi. Cavendish Dünya'nın yoğunluğunu, suyun yoğunluğunun 5.448 ± 0.033 katı olduğunu ortaya

çıkardı. 2009 yılında Dünya’nın kütlesini kilogram cinsinden sadece 5 haneli sayılarda olduğu bilinirken, kütleçekimsel kütlesi 9 haneli sayılarda biliniyordu. Bu kütleçekim

kütlesi ile hesap yapılınabilen uyduların hareketi ile elde edilebilecek bir sonuçtur.
Cavendish burkulum deneyinin (Cavendish torsion balance) bulunduğu yapıyla birlikte diklemesine çizimi. Büyük toplar dışardan makarayla çevrilebilecek şekilde asılmışlardır, bu

büyük topların yanında onlarla kütleçekimsel ekilde etkileşen ve ölçümde kullanılan küçük toplar durmaktadır. Cavendish'in makelesindeki 1. çizim.

Newton’a göre kütleçekimsel kütle kavramı, Newton’un kütleçekim yasasına dayanmaktadır. A ve B’yi iki cisim, aralarındaki uzaklığı RAB, cisimlerin kütlesini MA ve MB olarak

varsayalım. G’yi evrensel kütleçekim sabiti olarak düşünürsek, bu iki cisim arasındaki kütleçekim kuvveti:

    F A B = − G M A M B | R A B | 2 R A B ^ {\displaystyle {\boldsymbol {F_{AB}}}=-G{\frac {M_{A}M_{B}}{|{\boldsymbol {R_{AB}}}|^{2}}}{\widehat {\boldsymbol {R_{AB}}}}}

{\displaystyle {\boldsymbol {F_{AB}}}=-G{\frac {M_{A}M_{B}}{|{\boldsymbol {R_{AB}}}|^{2}}}{\widehat {\boldsymbol {R_{AB}}}}},

şeklinde elde edilir ve R A B ^ {\displaystyle {\widehat {\boldsymbol {R_{AB}}}}} {\displaystyle {\widehat {\boldsymbol {R_{AB}}}}} iki cisim arasındaki birim yöneye (vektöre)

karşılık gelmektedir.

Kütleçekim kuvvetini, kütleçekim ivmesini biliyorsak : F = M A g {\displaystyle {\boldsymbol {F}}=M_{A}{\boldsymbol {g}}\!} {\displaystyle {\boldsymbol {F}}=M_{A}{\boldsymbol

{g}}\!} formülünü kullanarak da hesaplayabiliriz. Burda g {\displaystyle {\boldsymbol {g}}} {\displaystyle {\boldsymbol {g}}} diğer denklemden − G M B | R A B | 2 R A B ^

{\displaystyle -G{\frac {M_{B}}{|{\boldsymbol {R_{AB}}}|^{2}}}{\widehat {\boldsymbol {R_{AB}}}}} {\displaystyle -G{\frac {M_{B}}{|{\boldsymbol {R_{AB}}}|^{2}}}{\widehat

{\boldsymbol {R_{AB}}}}} şeklinde elde edilebilir. Bu kütlelerin tartılmasında kullanılan temel prensiptir. Örneğin yaylı basit tartılarda, F kuvveti, Hooke yasasına göre,

tartma kabının yayının esnemesi ile doğru orantılıdır ve tartılar kütleçekim ivmesi göz önünde bulundurularak M kütleli bir cismin kütlesinin okunmasına izin verecek şekilde

ayarlanabilir.
Eylemsizlik Kütlesi
Isaac Newton 1689

Eylemsizlik kütlesi, bir nesnenin ivmelenmeye karşı direnci ile ölçülen kütlesidir. Klasik mekanikteki tanımıyla, özel görelilikteki tanımı birbirinden farklı olsa da temel

anlam aynıdır. Klasik mekanikte Newton’un ikinci yasasına göre, herhangi bir zamanda, m kütlelei bir cisme, F şeklinde bir kuvvet uygulanırsa, cisim a ivmesi ile ivmelenir

    F = m a , {\displaystyle {\boldsymbol {F}}=m{\boldsymbol {a}},} {\displaystyle {\boldsymbol {F}}=m{\boldsymbol {a}},}.

Bu denklem kütle, ivme ve kuvvet arasındaki ilişkiyi vere denklemdir.

Şimdi bu denklemdeki “cisme uygulanan kuvvet”’in ne demek olduğuna bakalım. Bu denklem kütlenin eylemsizlikle nasıl ilişkili olduğunu göstermektedir. Eğer farklı kütlelere sahip

iki cisim düşünürsek ve ikisine de özdeş kuvvet uygularsak, büyük kütleli cisim, küçük kütleli cisimden daha az ivmelenecektir. Bunun sonucunda, büyük kütleli cisimlerin yer

değiştirmeye karşı daha dirençli olduğunu söyleyebiliriz.

Farklı cisimlere uygulanan özdeş kuvvet konusuna dönersek aslında kuvvetin tanımının hala tam olarak yapılmadığı konusuyla yüzleşmeliyizdir. Bu tanımlamanın zorluğundan

Newton’un üçüncü yasasının yardımı ile kaçabiliriz. Newton’un üçüncü yasası, eğer bir obje başka bir objeye bir kuvvet uyguluyorsa, ikinci objenin de birinci objeye eşit bir

kuvvet uygulayacağını söyler. Eylemsizlik kütleleri m1 ve m2 olan iki obje düşünelim, bu iki objenin diğer fiziksel etkilerden etkilenmediğini varsayarsak, sadece m1’in m2’ye

uyguladığı F12 ve m2’nin m1’e uyguladığı F21 kuvveti vardır. Newton’un ikinci yasasına göre bu kuvvetler;

    F 12 = m 1 a 1 , F 21 = m 2 a 2 , {\displaystyle {\begin{aligned}{\boldsymbol {F_{12}}}&=m_{1}{\boldsymbol {a_{1}}},\\{\boldsymbol {F_{21}}}&=m_{2}{\boldsymbol {a_{2}}},

\end{aligned}}} {\displaystyle {\begin{aligned}{\boldsymbol {F_{12}}}&=m_{1}{\boldsymbol {a_{1}}},\\{\boldsymbol {F_{21}}}&=m_{2}{\boldsymbol {a_{2}}},\end{aligned}}}

şeklindedir. a1 ve a2’nin cisimlerin ivmeleri olduğunu ve sıfırdan farklı olduğunu varsayarsak. Bu iki objenin birbirine uyguladığı kuvvetler sıfırdan farklıdır. Newton’un

üçüncü yasasını incelersek

    F 12 = − F 21 ; {\displaystyle {\boldsymbol {F_{12}}}=-{\boldsymbol {F_{21}}};} {\displaystyle {\boldsymbol {F_{12}}}=-{\boldsymbol {F_{21}}};}

şeklindedir. Yani

    m 1 = m 2 | a 2 | | a 1 | . {\displaystyle m_{1}={\frac {m_{2}|{\boldsymbol {a_{2}}}|}{|{\boldsymbol {a_{1}}}|}}\!.} {\displaystyle m_{1}={\frac {m_{2}|{\boldsymbol {a_

{2}}}|}{|{\boldsymbol {a_{1}}}|}}\!.}

Eğer |a1| sıfırdan farklıysa ve m1 kütlesinin değerini biliyorsak m2’yi ölçebiliriz. Ayrıca, bir nesnenin momentumu(p) o nesnenin hız vektörü ve kütlesi ile ilişkilidir:

    p = m v {\displaystyle {\boldsymbol {p}}=m{\boldsymbol {v}}} {\displaystyle {\boldsymbol {p}}=m{\boldsymbol {v}}},

Ve nesnenin kinetik enerjisi(K):

    K = 1 2 m | v | 2 {\displaystyle K={\frac {1}{2}}m|{\boldsymbol {v}}|^{2}} {\displaystyle K={\frac {1}{2}}m|{\boldsymbol {v}}|^{2}}.

şeklindedir.
Atomik Kütle
John Dalton'un çeşitli atomları ve elementleri tasvir ettiği tablosu A New System of Chemical Philosophy (1808 ).

Atom(ἄτομος) ismi antik yunandan gelmektedir ve anlamı bölünemezdir. Herhangi bir şeyi sonsuza dek bölmeye kalkıştığımızda bölünemez bir noktaya ulaşmamız gerektiği düşüncesiyle

meşhur Antik Yunan Filozofu Demokritos tarafından ortaya atılmış bir kavramdı. Bu kökenine rağmen maddenin parçalanamaz birimlerden oluştuğu iddiası çok soyut kaldı ve üzerine

çalışılabilecek imkanlara sahip olunamadığından uzun bir süre düşünsel bir çıkarım olarak kaldı ve bu durum 18. yüzyılda kimyacıların katlı oranlar yasasını bulmasıyla değişti.

Kimyacılar iki ya da daha fazla elementin, bir bileşik oluşturmak için bir araya gelmesinin, her zaman sabit bir oran içinde olacağını fark ettiler. Bunu açıklamak için John

Dalton, maddenin küçük atomlardan yapılmış olduğunu öne sürdü. 1805 yılında göreceli atom ağırlıkları ile yaptığı ilk tabloda 6 element vardı: hidrojen, oksijen, nitrojen,

karbon, sülfür ve fosfor; Hidrojenin 1 atom ağırlığında olduğunu tahsis etti. 1815’te kimyacı William Prout, diğer bütün atomların hidrojen atomundan türediğini düşünüyordu.

Prout’un hipotezinde küçük yanlışlar vardı. Elementlerin kütleleri hidrojenin kütlesinin yakın katlarıydı (yaklaşık %1 oranında sapma vardı). Fakat bu farklılıklar göz ardı

edilemezdi. Hidrojenin hafif izotopu, örneğin tek bir proton ile 1,007825 u kütleye sahiptir. Demirin en bol izotopu 26 protona ve 30 nötrona sahiptir. Yani atom kütlesi

hidrojenin kütlesinin 56 katı olması belenebilir, ama aslında atom kütlesi sadece 55,93383 u’dur. Bu çekirdekte meyadana gelen etkileşimlerle ilgili bir durumdur ve bağlanma

enerjisinin proton ve nötron kütlelerinden çıkarılması gerektiği ile ilgili deneysel bir veriden yola çıkılarak yapılan bir hesaptır. Eksikliklerine rağmen, Prout teorisinin

kavramları, atomik kütle ölçümleri için kullanılmaya devam etmektedir.

Hacim

Bir cismin boşlukta kapladığı yer miktarına hacim denir. SI birim sisteminde temel hacim birimi m3: metreküp'tür. Diğer hacim birimleri bundan türetilebilir. Sıvı ve gazların

hacim birimleride litredir. Hacim V sembolü ile gösterilir. Maddelerin hacimleri sıcaklık ve basınca bağlı olarak değişebilir.Bu yüzden hacim madde miktarını belirtmede

güvenilir değildir.
Hacim formülleri
Şekil Hacim formülü Değişkenler
Küp a 3 {\displaystyle a^{3}\;} {\displaystyle a^{3}\;} a = kenar uzunluğu
Silindir π r 2 h {\displaystyle \pi r^{2}h\;} {\displaystyle \pi r^{2}h\;} r = tabanın yarıçapı, h = yükseklik
Prizma B ⋅ h {\displaystyle B\cdot h} {\displaystyle B\cdot h} B = taban alanı, h = yükseklik
Dikdörtgenler prizması l ⋅ w ⋅ h {\displaystyle l\cdot w\cdot h} {\displaystyle l\cdot w\cdot h} l = en, w = boy, h = yükseklik
Küre 4 3 π r 3 {\displaystyle {\frac {4}{3}}\pi r^{3}} {\displaystyle {\frac {4}{3}}\pi r^{3}} r = yarıçap
Elipsoit 4 3 π a b c {\displaystyle {\frac {4}{3}}\pi abc} {\displaystyle {\frac {4}{3}}\pi abc} a, b, c = eksenler
Piramit 1 3 B h {\displaystyle {\frac {1}{3}}Bh} {\displaystyle {\frac {1}{3}}Bh} B = taban alanı, h = yükseklik
Koni 1 3 π r 2 h {\displaystyle {\frac {1}{3}}\pi r^{2}h} {\displaystyle {\frac {1}{3}}\pi r^{2}h} r = taban yarıçapı, h = yükseklik
Düzgün dörtyüzlü[1] 2 12 a 3 {\displaystyle {{\sqrt {2}} \over 12}a^{3}\,} {\displaystyle {{\sqrt {2}} \over 12}a^{3}\,} kenar uzunluğu a {\displaystyle a} a
Herhangi bir dönel şekil π ∫ a b ( [ R O ( x ) ] 2 − [ R I ( x ) ] 2 ) d x {\displaystyle \pi \int _{a}^{b}\left({\left[R_{O}(x)\right]}^{2}-{\left[R_{I}(x)\right]}^

{2}\right)\mathrm {d} x} {\displaystyle \pi \int _{a}^{b}\left({\left[R_{O}(x)\right]}^{2}-{\left[R_{I}(x)\right]}^{2}\right)\mathrm {d} x} R O {\displaystyle R_{O}}

{\displaystyle R_{O}} ve R I {\displaystyle R_{I}} {\displaystyle R_{I}} Şeklin alt ve üst sınırlarını belirleyen fonksiyon

Atom

Atom veya zerre, bilinen evrendeki tüm maddenin kimyasal ve fiziksel niteliklerini taşıyan en küçük yapıtaşıdır. Atom Yunancada bölünemez anlamına gelen atomustan türemiştir.

Atomus sözcüğünü ortaya atan ilk kişi MÖ 440'lı yıllarda yaşamış Demokritos'tur. Gözle görülmesi imkânsız, çok küçük bir parçacıktır ve sadece taramalı tünel mikroskobu (atomik

kuvvet mikroskobu) vb. ile incelenebilir. Bir atomda, çekirdeği saran negatif yüklü bir elektron bulutu vardır. Çekirdek ise pozitif yüklü protonlar ve yüksüz nötronlardan

oluşur. Atomdaki proton sayısı elektron sayısına eşit olduğunda atom elektriksel olarak yüksüzdür. Elektron ve proton sayıları eşit değilse bu parçacık iyon olarak adlandırılır.

İyonlar oldukça kararsız yapılardır ve yüksek enerjilerinden kurtulmak için ortamdaki başka iyon ve atomlarla etkileşime girerler.

Bir atom, sahip olduğu proton ve nötron sayısına göre sınıflandırılır: atomdaki proton sayısı kimyasal elementi tanımlarken, nötron sayısı da bu elementin izotopunu tanımlar.

Her elementin radyoaktif bozunma veren en az bir izotopu vardır.

Elektronlar belirli enerji seviyelerinde bulunur ve foton salınımı veya emilimi yaparak farklı seviyeler arasında geçişlerde bulunabilirler. Elektron, elementin kimyasal

özelliklerini belirlemesinin yanı sıra atomun manyetik özellikleri üzerinde de oldukça etkilidir.

Atom'un tarihi

Aristoteles'in maddeye bakışı kendinden önce yaşamış olan filozoflara olan tepkisini ifade eder. O, Empedocles'in düşüncesine katılmış ve her şeyin dört ana maddeden yapıldığını

savunmuştur. Bu dört ana madde ateş, su, toprak ve havadır.

Bu dönemi izleyen çağlarda bu düşüncelere bir ilave yapılmadı, ilk kez 1803 yılında John Dalton modern atom kavramını ortaya attı. John Dalton, kimyasal reaksiyonlarda maddenin

tam sayılarla belirlenen oranlarda tepkimeye girdiğini gösterdi ve dolayısıyla, maddelerin atom denen sayılabilir ama bölünemez parçalardan oluştuğunu ifade etti. Buna ek

olarak, atomların kütlelerini ortaya koyan bir tablo hazırladı.

1869 yılında Rus kimyacı Dmitri Mendeleyev o zaman için bilinen elementleri düzenleyen bir periyodik tablo geliştirdi. J.J. Thomson 1897 yılında elektronu keşfetti. 1911 yılında

Ernest Rutherford günümüz atom modelinin temelini teşkil eden yapıyı ortaya koydu: atomun, kütlesinin büyük bir kısmını oluşturan bir çekirdek ve bu çekirdek etrafında dönen

elektronlardan oluşmaktadır. Rutherford çekirdeği oluşturan pozitif yüklü parçacığa proton adını verdi.

1932 yılında James Chadwick nötronu (adı, elektrik yükü 0 olduğundan, yani nötr olduğundan, nötron olmuştur.) buldu ve bu sayede 1935'te Nobel Fizik Ödülü'nü aldı. Daha sonra

kuantum teorisi doğrultusunda Niels Bohr, Bohr atom modelini ortaya attı ve elektronların belli yörüngelerde bulunabildiğini ve bunun Planck sabiti ile ilgili olduğunu ifade

etti. Bohr'un modelinin üzerinde, daha sonraki deneylerde bulunanlarla örtüşmesi için birçok ekleme ve çıkarma yapıldı. Bohr modelinin "yamalı bohça" lakabını alması bundan

ileri modelini yapmıştır.
Atomun Yapısal Özellikleri

Niels Bohr'un modeli ise modern atom teorisine en yakın modellerinden biridir. Bohr'a göre elektronlar çekirdeğin çevresinde rastgele yerlerde değil, çekirdekten belirli

uzaklıklarda bulunan katmanlarda döner. Bohr da tasarladığı bu modelle Nobel ödülüne de lâyık görülmüştür.

Atomun yapısını açıklayan ve bugün için kabul edilen son teori Kuantum Atom Teorisi'dir. Kuantum Atom Teorisi'ne göre atom modeli Bohr atom modelinden farklıdır. Bohr Atom

Modeli'ne göre atomun merkezindeki çekirdeğin etrafında elektronlar çember şeklindeki yörüngelerde dolanmaktadırlar. Her bir çember yörünge belli enerji seviyesine sahiptir.

Yörüngeler arası elektronik geçişler atomun renkli görünmesine neden olur. Ancak belli bir zaman sonra Bohr atom modelinin birçok spektrumu açıklayamadığından yetersizliği

ortaya çıkmıştır.

Kuantum Atom Modeli'ne göre ise atomun merkezinde bulunan çekirdeğin etrafındaki elektronlar belli bölgelerde yani orbitallerde bulunurlar. Belli enerji seviyelerine sahip

orbitaller atomu oluşturan küresel katmanlarda bulunur. Portakal kabuğu şeklinde iç içe geçmiş küresel katmanlardaki orbitallerin belli şekilleri ve açıları(yönelmeleri)

mevcuttur. Orbitallerin bulunduğu katmanların enerji seviyelerinin başkuantum sayısı belirler. n = 1,2,3,. . .gibi tam sayılarla ifade edilir. Orbitallerin şeklini ise l yan

kuantum sayıları belirler. l = 0(s), 1(p), 2(d),. .(n-1) e kadar değerler alır. Orbitallerin doğrultularını(açılarını) veren ml yan kuantum sayısı ml=-l. . .0. .+l değerlerini

alır. Elektronların spini gösteren ms kuantum sayısı da +1/2 veya -1/2 değerlerini alabilir.

Bir atomun çapı, elektron bulutu da dahil olmak üzere yaklaşık 10 − 8 {\displaystyle 10^{-8}} {\displaystyle 10^{-8}} cm civarındadır. Atom çekirdeğinin çapı ise 10 − 13

{\displaystyle 10^{-13}} {\displaystyle 10^{-13}} cm kadardır. Atomlar, boyutlarının görünür ışığın dalga boyundan çok küçük olması sebebiyle optik mikroskoplarla

görüntülenemezler. Atomların pozisyonlarını belirleyebilmek için elektron mikroskobu, x ışını mikroskobu, nükleer manyetik rezonans (NMR) spektroskopisi gibi araç ve yöntemler

kullanılır.

Yalnız elektronlar çekirdek çevresinde ancak belirli enerji seviyelerine sahip yörüngelerde dönerler, konumları ancak bir olasılık fonksiyonu ile ifade edilebilir. Elektronlar

çekirdeğin etrafında bulutsu bir şekildedir.
Atom Altı parçacıklar

    Ana madde: Atomaltı parçacıklar

Sadece proton parçacığının bulunup tekli işlev gördüğü Bohr Atom Modeli
Atomların içi dolu ve bölünmez olduğu fikrini savunan John Dalton'un ilk atom modeli ve atom hakkında ilk bilimsel yaklaşımıdır.(1808 ).

Atom sözcüğü her ne kadar “daha küçük parçacıklara bölünemeyen” gibi bir anlam taşısa da, çağdaş bilimde atom “atomaltı parçacıkların birleşimi” olarak tanımlanır. Atomdaki üç

temel parçacık elektron, proton ve nötrondur. Bütün elementlerin atomlarında bu üç parçacık mutlaka bulunur; tek istisnası hidrojen-1 atomudur ki bu atomda nötron yoktur. Ayrıca

herhangi bir hidrojen katyonunun elektronu da yoktur. Bundan dolayı hidrojen-1 atomunun katyonuna proton da denir.
Helyum atomunun sadeleştirilmiş haliyle atom modeli: İki protondan (kırmızı) ve iki nötrondan (yeşil), ayrıca etrafında dönen (sarı) elektronlar.

Negatif yüklü olan elektron, bu parçacıklar arasında 9.11−31 kg ile en hafif olanıdır. Boyutlarının ölçümü mevcut tekniklerle mümkün değildir. Proton pozitif yüklüdür ve

kütlesi, 1.6726−27 kg, yani elektronun kütlesinin 1836 katıdır. Protonun kütlesi, atomdaki bağlanma enerjisine göre değişiklik gösterip azalabilir. Nötron ise yüksüz bir

parçacıktır ve kütlesi 1.6929−27kg’dır. Nötron ve protonların boyutları, her ne kadar yüzeyleri tam olarak tanımlanamasa da, birbirlerine yakın değerdedir.

Standart modele göre, proton ve nötronlar kuark adı verilen temel parçacıklardan oluşurlar. Kuarklar bir çeşit fermiyondur ve maddenin iki temel bileşeninden (diğer bileşen

leptondur) biridir. Her biri +2/3 veya -1/3 yüklü olan altı çeşit kuark vardır. Protonlar iki yukarı kuark bir tane de aşağı kuarkdan oluşur. Böylece yükü " 2.(+2/3) + 1.(-1/3)=

+1 ", yani pozitif olur. Nötronlar ise iki aşağı kuark bir de yukarı kuarktan oluşur ve " 1.(+2/3) + 2.(-1/3) = 0 " sonucu yüksüz olurlar. (Bu hesaplarda +2/3 yukarı kuark, -1/3

ise aşağı kuarkları gösteriyor). Bileşimlerindeki bu farklılık yüklerinin yanı sıra kütlelerinin de değişik olmasına neden olur. Kuarkları, gluonlar aracılığıyla, güçlü çekirdek

kuvveti bir arada tutar. Gluon, fiziksel kuvvetleri sağlayan gauge bozonlarından biridir.
Çekirdek

    Ana madde: Atom çekirdeği

Çekirdeği bir arada tutmak için gerekli olan enerjinin izotoplara göre değişimini gösteren bir grafik

Bir atomdaki bütün Proton ve Nötronlar, atomun boyutuna kıyasla çok küçük bir alana sahip olan çekirdektedir. Proton ve nötronun ikisi birden nükleon olarak adlandırılır. Bir

çekirdeğin yarıçapı, toplam nükleon sayısı A olan bir atomda 1.07 ⋅ A 3 {\displaystyle {\begin{smallmatrix}1.07\cdot {\sqrt[{3}]{A}}\end{smallmatrix}}} {\displaystyle {\begin

{smallmatrix}1.07\cdot {\sqrt[{3}]{A}}\end{smallmatrix}}} fmdir. Nükleonları "residual strong force" adı verilen kısa menzilli bir çekici güç bir arada tutar. Bu kuvvet 2.5

fmden daha kısa uzaklıklarda, pozitif yüklü protonların birbirlerini itmelerine neden olan elektrostatik güçten çok daha güçlü bir kuvvettir. Bir atomdaki proton sayısına atom

numarası denir. Bir elementin bütün atomlarındaki proton sayısı aynıdır. Örneğin demirin atom numarası 26’dır ve dolayısıyla 26 proton bulunduran bütün atomlar demir elementine

aittir. Bir elementin atomları arasında nötron sayısı farklılık gösterebilir. Farklı nötron sayılarına sahip aynı element atomlarına izotop denir. Nötron sayısının proton

sayısına oranı çekirdeğin kararlılığını belirler.

Nötron ve protonlar farklı fermiyon türleridir. Kuantum mekaniğinin kurallarından Pauli dışarlama ilkesine göre iki benzer fermiyon aynı zaman içinde aynı kuantum durumunda

bulunumaz. Yani her proton ve nötron farklı bir yerde bulunmalıdır. Bu yasak, aynı kuantum durumda bulunan bir proton ve nötron için geçerli değildir.

Barındırdığı nötron ve proton sayılarının çok farklı olduğu bir çekirdek, radyoaktif bozunmaya uğrayıp daha düşük bir enerji seviyesine geçerek nötron ve proton sayılarını

birbirine yakın değerlere çeker. Birbirine yakın sayıda proton ve nötron içeren çekirdekler radyoaktif bozunmaya karşı daha kararlıdır. Ancak atom numarası arttıkça, protonların

birbirlerine uyguladıkları elektrostatik itme kuvvetleri artacağından, protonlar arasına girerek bu itmeleri azaltan nötron sayısı giderek çoğalır. Bunun sonucunda atom numarası

20’nin üzerinde (20, kalsiyumun atom numarasıdır) nötron ve proton sayıları eşit kararlı çekirdekler bulunmaz. Atom numarası arttıkça, kararlı bir çekirdek için gerekli olan

nötron/proton oranı 1.5’e doğru kayar.
İki protonun füzyona uğrayarak bir nötron ve bir protona dönüşmesini gösteren bir çizim. Füzyon sonucunda pozitron(e+) ve elektron nötrinosu salınır.

Atom çekirdeğindeki proton ve nötron sayıları değiştirilebilse de bu çok büyük bir enerji gerektirir ve bu olay sonucunda, çekirdeğin değişmesi için emilen enerjiden daha fazla

enerji dışarı salınır. Çekirdeğin daha az sayıda nükleon içeren çekirdeklere bölünmesine fizyon denir. Birden fazla çekirdeğin birleşerek daha çok nükleon içeren çekirdeklere

dönüşmesine ise nükleer füzyon denir ve füzyonun gerçekleşmesi için gerekli olan enerji, nükleer fizyon için gerekli enerjiden çok daha fazladır. Yine füzyon sonucunda ortaya

çıkan enerji, fisyonun ortaya çıkardığı enerjiden de fazladır. Yıldızlardaki muazzam enerji salınımının kaynağı füzyondur. Düşük enerjili yıldızlarda küçük atom numaralı

çekirdekler (hidrojen, helyum), yüksek enerjili yıldızlarda ise daha büyük atom numaralı (karbon, oksijen) çekirdekler füzyona uğrar. Yıldızdaki çoğu çekirdek demire

dönüştüğünde, demirin füzyonu için gerekli yüksek enerji sağlanamadığından yıldız kütlesine göre bir beyaz cüce, kızıl dev veya kara delik dönüşür.


Molekül

Molekül, birbirine bağlı gruplar halindeki atomların oluşturduğu kimyasal bileşiklerin en küçük temel yapısına verilen addır.[1] Diğer bir ifadeyle bir molekül bir bileşiği

oluşturan atomların eşit oranlarda bulunduğu en küçük birimdir. Moleküller yapılarında birden fazla atom içerirler. Bir molekül aynı iki atomun bağlanması sonucu ya da farklı

sayılarda farklı atomların bağlanması sonucu da oluşabilirler. Bir su molekülü 3 atomdan oluşur; iki hidrojen ve bir oksijen. Bir hidrojen peroksit molekülü iki hidrojen ve 2

oksijen atomundan oluşur. Diğer taraftan bir kan proteini olan gamma globulin 1996 sayıda atomdan oluşmakla birlikte sadece 4 çeşit farklı atom içerir; hidrojen, karbon, oksijen

ve nitrojen.[2] Molekülleri oluşturan kimyasal bağlara Moleküler bağlar denir. Bunlar kovalent, iyonik ve metalik bağlardır.[3]


Moleküler bağlar

Bir molekülün atomları arasında oluşan bağlardır. Moleküller arası bağlardan daha kuvvetlidirler.[4] Bir su molekülünün atomlarını bir arada tutan bağ moleküler bağlara

örnektir. Öte yandan su moleküllerini buz halindeyken bir arada tutan bağlar ise moleküller arası bağlara örnektir. Moleküler bağlar kovalent, iyonik ve metalik bağlardır.

    Moleküler ve Moleküller arası bağlar

    Su molekülü (H ve O atomları arasındaki bağ moleküler bağa örnektir.)

    Hidrojen bağı, su molekülleri arasında

Kovalent bağlar

Hidrojen Atomları arasındaki kovalent bağ

İki atomun elektron paylaşımı sonucu oluşan bağ moleküler bağdır. Bağı oluşturan her bir atom elektron çiftine bir elektron sağlar. Bu bağ eğer iki aynı atomdan oluşmuş ise,

oluşturulan bağa apolar kovalent bağ denir. Elektron çifti her iki atoma da eşit uzaklıktadır. Öte yandan bağ eğer iki farklı atom tarafından oluşturulmuş ise oluşturulan bağ

polar kovalent bağ olarak adlandırılır. Bu durumda elektronegatifliği daha yüksek olan atomun elektron yoğunluğu negatifliği az olan atoma göre artar.
İyonik bağlar

İyonik bağ oluşumu
NaCl Kimyasal denklemi

İyonik Bağ, bir ya da daha fazla elektronun bir atomdan ayrılıp başka bir atoma bağlanması süreci sonrasında positif ve negatif iyonların oluşması neticesinde oluşan bağdır.[5]

Sodyum ve Klor atomlarından oluşan NaCl'ü oluşturan bağ iyonik bağa tipik bir örnektir.
Metalik bağlar
Metalik Bağ


Metal atomlarını bir arada tutan bağdır. Metal atomların çekirdeğiyle valans elektronları arasındaki etkileşimin kuvveti oldukça zayıftır. Dolayısıyla atomun bu valans

elektronlar serbestçe hareket edebilmektedirler. Band teorisine göre metal atomlarını etrafı valans elektronlarının oluşturduğu serbest elektron deniziyle çevrilidir. Bu serbest

elektronların paylaşımı sonucu metalik bağ oluşur.

Eylemsizlik

Eylemsizlik cisimlerin hareket durumlarını koruma eğilimleridir. Burada "hareket durumu" ile anlatılmak istenen, cismin diğer bir cisme göre sabit hızla hareket etmesi veya

durağan halde bulunmasıdır. Maddeler için ortak özelliktir. Newton tarafından 1. hareket yasası olarak ifade edilmiştir. Bu yasa, bir cisim üzerine etkiyen dış kuvvetlerin

bileşkesi (net kuvvet) sıfır olduğu zaman cismin hareket durumunun değişmeyeceğini söyler.

Doğrusal harekette cismin eylemsizliği kütlesiyle doğru orantılıdır. Newton'un ikinci hareket kanunu olan F = m a {\displaystyle \mathbf {F} =m\mathbf {a} } {\displaystyle

\mathbf {F} =m\mathbf {a} } bunu bize göstermektedir. Kütleleri farklı olan iki cisme aynı kuvveti uyguladığımızda, kütlesi büyük olan cisim daha yavaş hızlanır. Düzgün dairesel

harekette ise cismin eylemsizliği eylemsizlik momentiyle doğru orantılıdır. Eylemsizlik momenti büyük cisimlere açısal ivme kazandırmak daha zordur. Dairesel harekette ise

τ n e t = d L d t = d ( I ω ) d t = I d ω d t = I α , {\displaystyle {\boldsymbol {\tau }}_{\mathrm {net} }={\frac {\mathrm {d} \mathbf {L} }{\mathrm {d} t}}={\frac {\mathrm {d}

(I{\boldsymbol {\omega }})}{\mathrm {d} t}}=I{\frac {\mathrm {d} {\boldsymbol {\omega }}}{\mathrm {d} t}}=I{\boldsymbol {\alpha }},} {\displaystyle {\boldsymbol {\tau }}_

{\mathrm {net} }={\frac {\mathrm {d} \mathbf {L} }{\mathrm {d} t}}={\frac {\mathrm {d} (I{\boldsymbol {\omega }})}{\mathrm {d} t}}=I{\frac {\mathrm {d} {\boldsymbol {\omega }}}

{\mathrm {d} t}}=I{\boldsymbol {\alpha }},} eşitliği vardır.

    τ:Tork
    I:Eylemsizlik momenti
    α:Açısal ivme



Ağırlık

Ağırlık, bir cisme uygulanan kütle çekim kuvvetidir. Dünya'da bir cismi ele alırsak yükseğe çıkıldıkça ağırlığı azalır, kutuplara gidildikçe ağırlığı artar, ekvatora gittikçe

ağırlığı azalır. Ağırlık birimi newton'dur ve simgesi 'N'dir.

Yatay bir taban üzerine konan bir cismin, o taban üzerine yaptığı basınca ya da bir noktaya asılı bir cismin, o noktaya uyguladığı yer çekimi kuvvetine verilen ad.

Bu bakımdan, ağırlığın yönü, yer çekimi kuvvetinin yönündedir. Bu da, cismin kütlesine ve o yerin ivmesine bağlıdır. İvme, yeryüzünde cismin bulunduğu yere göre değişebildiğine

göre, kütlesi sabit olan bir cismin mutlak ağırlığı, küre üzerinde bulunduğu yere göre değişir.

Ağırlık Merkezi:

Bir cismin parçacıkları üzerine etki eden yerçekimleri bileşkesinin uygulama noktasına verilen isimdir. Boşluğa bırakılan her cisim, yerçekiminin etkisi altında kalarak düşer.

Yerçekimi, cismin yere düşmesini, dolayısıyla bir ağırlığı olmasını sağlar. Yerçekimi kuvveti, kütlesi (m) olan bir nokta gibi tasarlanan cismin parçacıklarına ayrı ayrı etki

yapar. Bir cismin ağırlık merkezi, o cismin meydana gelmesini sağlayan noktalar sisteminin, o noktada toplanmış ve yerçekimi kuvveti o noktaya etki ediyormuş gibi olan halidir.

Bir cismin ağırlık merkezinin de. neyle elde edilmesi, onun şekline göre değişir.

Ağırlık merkezinin bilinmesi ,cisimlerin denge hallerini ve çeşitli yapıtların devrilmeden durabilmelerinin sağlanmasında yardımcı olur.

    Ağırlık=Kütle x Yer çekimi ivmesi

Kütlesi 1 kg olan bir cisim

    Güneş'te 247.2 N
    Merkür'de 3.71 N
    Venüs'te 8.87 N
    Dünya'da 9.81 N
    Ay'da 1.62 N(Ay'daki ağırlık Dünya'daki ağırlığın 6'da 1'idir.)
    Mars'ta 3.77 N
    Jüpiter'de 23.30 N(ağırlık dinanometre ile ölçülür)
    Satürn'de 9.2 N
    Uranüs'de 8.69 N
    Neptün'de 11 N
    Plüton'da 0.06 N'dur.

1 kg'lık kütlenin ağırlığı Paris'te 9,81 N. alınırsa

    Ekvator'da 9,78 N
    Kutuplarda 9,83 N
    İstanbul'da 9,80 N
    Ankara'da 9,78 N
    Antalya'da 9,78 N ölçülür.


Maddenin hâlleri

Bir fizik terimi olarak maddenin hali, maddenin aldığı farklı fazlardır. Günlük hayatta maddenin dört farklı halaldığı görülür. Bunlar; katı, sıvı, gaz ve plazmadır. Maddenin

başka halleri de bilinir. Örneğin; Bose-Einstein yoğunlaşması ve nötron-dejeneje maddesi. Fakat bu haller olağanüstü durumlarda gerçekleşir, çok soğuk ya da çok yoğun

maddelerde. Maddenin diğer hallerininde, örneğin quark-gluon plazmalar, mümkün olduğuna inanılır fakat şu an sadece teorik olarak bilinir. Tarihsel olarak, maddenin

özelliklerindeki niteleyici farklılıklara dayanarak ayrım yapılır. Katı haldeki madde bileşen parçaları ile (atomlar,moleküller ve iyonlar ile ) bir arada tutulur ve böylece

sabit hacim ve şeklini korur. Sıvı haldeki madde hacmini korur fakat bulunduğu kabın şeklini alır. Bu parçalar bir arada tutulur ama hareketleri serbesttir. Gaz halindeki madde

ise hem hacim olarak hem de şekil olarak bulunduğu kaba ayak uydurur.Bu parçalar ne beraber ne de sabit bir yerde tutulur. Maddenin plazma hali ise ,nötr atomlarda dahil , hacim

ve şekil olarak tutarsızdır. Serbestçe ilerleyen önemli sayıda iyon ve elektron içerirler. Plazma,evrende maddenin en yaygın şekilde görülen halidir.[1]

Dört ana hal
Katı
Bir kristal katısı: stronsiyum titanate. Parlak atomlar Sr ve daha karanlıklar Ti.

Katılarda parçacıklar (iyonlar, atomlar ya da moleküller) sıkı sıkı bir arada tutulmuştur. Parçacıklar arasındaki bağlanma güçlüdür. Bu yüzden bu parçalar serbestçe hareket

edemezler fakat titreşim oluşturabilirler.Bu yüzden bir katı sabittir,belli bir hacmi ve şekli vardır. Katıların şekli sadece bir kuvvet tarafından değiştirilebilir. Örneğin

kırılabilir ya da kesilebilir. Örnekte,kristal haldeki katıda, parçacıklar (atomlar, moleküller ya da iyonlar) düzenli bir sırada toplanmışlardır. Birden çok,farklı kristal

yapılar vardır ve aynı madde birden fazla yapıya (ya da katı fazda) sahip olabilir. Örneğin, demirin kütle merkezi 912 °C den az sıcaklıkta kübik yapıya sahiptir. 912 ve 1394 °C

sıcaklık arasında ise yüzey merkezli kübik yapıya sahipir. Buzun çeşitli sıcaklıklarda ve basınçlarda var olan on beş kristal yapısı bilinir.[2]

Camlar ve diğer kristal olmayan yani uzun vadeli diziler hariç kendine özgü billurlaşmıs bir biçimi olmayan katılar termal denge durumunda değillerdir. Bu yüzden bunlar maddenin

klasik olmayan hali olarak aşağıda tanımlanmıştır. Katılar eritilerek sıvılara, sıvılarda dondurularak katılara dönüşebilirler. Bunun yanında, katılar direk olarak süblimleşme

ile gaz haline dönüşebilirler.
Sıvı
Klasik tek atomik sıvının yapısı. Atomlar çok fazla yakın komşuya sahip, uzun aralıkları yok


Bir sıvı neredeyse sıkıştırılamayacak akışkanlıktadır yani bulunduğu kabın şeklini alır. Fakat basınçtan bağımsız olarak,(neredeyse) sabit bir hacimde kalır. Eğer sıcaklık ve

basınç sabitse, belli bir hacmi vardır. Bir sıvı erime noktasının üstünde ısıtılırsa ,yani verilen basınç maddenin üçlü noktasından daha yüksek olursa, bu katı sıvılaşmaya

başlar. Moleküller arası (ya da atomlar,iyonlar arası) kuvvetlerde önemlidir. Fakat, moleküllerin birbirleriyle ilişki kurması yeterli enerjiye sahiptir ve yapıları

hareketlidir. Bu da verilen sıvının tanımlanamaması anlamına gelir ama bulundakları kap ile tanımlanırlar. Hacimleri genellikle katılardan daha büyüktür .En çok bilinen örneği

ise su,TheH2O dur. En yüksek sıcaklıkta verilen bir sıvı kritik sıcaklıkta var olabilir.[3]
Gaz
Gaz molekülleri arasındaki alan çok fazladır. Bağları çok zayıf ya da hiç yoktur. "Gaz" molekülleri hızlı ve serbest hareket ederler.


Bir gaz sıkıştırılabilir. Gazlar bulundukları kabın şekline uymak zorunda değillerdir. Hem de bulundukları kabı genişletebilirler.

Bir gazda moleküller yeterli kinetik enerjiye sahiplerdir. Bu yüzdenmoleküller arası uygulanan kuvvet çok azdır (ya da ideal gazlarda sıfırdır) ve moleküller arası

uzaklık,moleküler boyutlarından çok daha büyüktür. Bir gaz şekil ve hacim tanımlamasına sahip değildir. Ama bulundukları kabı kaplarlar. Bir sıvı sabit basınçta ve kaynama

noktasında ısıtma ile ya da sabit sıcaklıkta basınç azaltılarak bir gaza dönüştürülmüş olabilir.

Bir gazın kritik sıcaklık değeri altındaki sıcaklıklarda soğutma olmadan tek başına sıkıştırılması ile bu gaz sıvılaştırılabilir. Buna vapor adı da verilir. Katının (ya da

sıvının) gaz basıncının buhar basıncına eşit olduğu durumlarda, bir buhar bir sıvı (ya da katı )ile denge içinde olabilir.

Sıcaklığı ve basıncı sırasıyla kritik sıcaklık ve kritik basınç tan yüksek olan bir süperkritik akışkan (SCF)gazdır.Bu durumda,sıvı ve gazlar arasında ayrım kaybolur. Bir

süperkritik akışkan,bir gazın fiziksel özelliklerine sahiptir.Fakat bazı yararlı uygulamalara yol açan durumlarda yüksek yoğunluğu çözücü özellik sunar. Örneğin;

kafeinsizleştirilmiş kahve [4]
Plazma
bir plazmada, elektronlar çekirdekten sökülerek bir elektron denizi oluşturulur. Böylece elektriği iletme özelliği kazanırlar.

Bir plazmanın gazlarda da olduğu gibi, belirli bir şekli ya da hacmi yoktur. Gazların aksine, plazmalar elektrik akımını iletirler. Manyetik alan ve elektrik akımı üretirler ve

elektromanyetik kuvvetlere karşılık verirler. Pozitif yüklü çekirdek, serbetçe hareket eden ayrılmış elektronların "deniz"inde yüzebilir. Aslında elektrik yapmak için plazma

özel meselesi sağlayan bu elektron "deniz " dir.

Maddenin plazma hali genellikle yanlış anlaşılır ama gerçekte dünya üzerinde oldukça yaygındır ve insanların çoğu bu plazma halini farkında olmadan düzenli olarak gözlemlerler.

Ateş, ışıklandırma, elek kıvılcımları, florasan lambaları, neon ışıklar, plazma televizyonlar ve yıldızlar plazma halindeki ışıklandırılmış maddelerin örnekleridir. Bir gaz

genellikle bir plazmaya iki şekilde dönüştürülür. Bunlar; iki nokta arasındaki voltaj farki ve son derece yüksek sıcaklığa maruz bırakmak ile gerçekleşir.

Maddeyi yüksek sıcaklıklarda ısıtmak elektronların atomlardan ayrılmasına sebep olur. Böylece serbest elektronlar meydana getirilir. Çok yüksek sıcaklıklarda, örneğin

yıldızlarda bulunan, elektronların aslında “serbest” olduğu ve çok yüksek sıcaklıktaki plazmanın bir elektron denizinde yalın bir şekilde yüzdüğü farzedilir.

Faz geçişleri

Maddenin hali, faz geçişleri ile de ayırt edici özellik olur. Bir faz geçişi yapıdaki bir değişimi gösterir ve özelliğindeki ani bir değişim ile ayırt edilebilir. Herhangi bir

halden,başka bir hale geçen madde bir faz dönüşümü ile ayırt edilebilir. Suyun birçok farklı katı hali olduğu söylenebilir.[5] Süper iletkenliğin görünüşü faz dönüşümü ile

ilişkilendirilir. Yani, süperiletkenlik halleri vardır. Örnek olarak, demir manyetizması hali , faz geçişleri ile ayrılır ve ayırt edici özellikleri vardır. Hal değişimi

gerçekleştiğinde, aşamaların ara adımları mezofaz olarak adlandırılır. Böyle fazlar sıvı kristal teknolojisinin tanımı ile kullanılır. [6][7]

Verilen maddenin hali ya da fazı basınç ve sıcaklık koşullarına bağlı olarak diğer aşamalara geçiş için değişebilir; Örneğin, sıcaklık artışı ile katıdan sıvıya geçişler. Mutlak

sıfır civarlarında, bir madde katı halde bulunur..Eğer bu maddeye ısı verilirse erime noktasında sıvılaşarak erir,kaynama noktasında gazlaşır ve eğer yeterince yüksek derecede

ısıtılırsa plazma haline geçer.Plazma halinde elektronlar oldukça enerjilidir bu yüzden atomlarından ayrılırlar. Maddenin formları moleküllerden oluştururulmaz ve farklı güçler

tarafından düzenlenen formlarda maddenin durumları olarak düşünülebilir. Süperakışkanlar (Fermiyonik yoğuşma gibi) ve quark–gluon plazma örnekleridir. Kimyasal Denklemlerde

maddenin katı hali için (k) , sıvı için (s) , gaz için (g) ile gösterilebilir. Sulu çözelti için ise (aq) ile gösterilir. Kimyasal denklemlerde plazma halindeki maddeler nadiren

kullanılır. Bu yüzden plazma halini tanımlamak için standart bir sembol yoktur.

Klasik olmayan haller
Cam


Atoms of Si and O; each atom has the same number of bonds, but the overall arrangement of the atoms is random.
Si ve O atomlarının düzenli altıgen deseni, Her bir köşede bir Si atomu ve her iki tarafın merkezinde O atomu.
Altbilgi şematik gösterimi: belirleyici kimyasal birleşiminin rastgele bir ağ formu (solda) ve kristal kafes yapısı (sağda).

Kristal olmayan ya da şekilsiz bir katı olan cam, sıvı haline doğru ısıtıldığında bir cam geçişi gösterir. Camlar oldukça farklı tip malzemeden yapılabilir. Örneğin; inorganik

ağlar (silisik asit tuzu eklenerek yapılmış pencere camı), metal alaşımları, iyonik erimeler, sulu çözeltiler, moleküler sıvılar, ve polimerler gibi. Termodinamiksel olarak, bir

cam kendi kristal parçalarına uyarak yarı kararlı bir halde bulunur.
Kristallerin bazı derecelerdeki bozuklukları

Bir plastik kristal, uzun menzii dizilimi ile bir moeküler katıdır ama tutunan bileşen moleküller serbestçe döner. Konumsal camlarda bu serbestlik derecesi bastırılmış düzensiz

halde donmuştur.

Benzer olarak, Dönen camlarde manyetik düzensizlik donmuştur.
Likit (Sıvı) Kristal Hal


Kristal sıvı hali akışkan sıvılar ile düzenli katılar arasında özelliklere sahiptir. Genellikle, bir sıvı gibi akabilirler ama uzun menzili düzen gösterirler. Örneğin, nematik

kristal, 118–136 °C arasındaki sıcaklık aralığında olan para-azoxyanisole gibi uzun çubuk moleküllerden oluşur.[8] Bu halde, moleküller sıvılar gibi akışkandır ama her nokta

aynı yöndedir (aynı alan çevresinde) ve serbestçe hareket edemezler.

Kristal sıvıların diğer bir çeşidi bu haldeki ana madde yazısında bahsedilir. Birçok çeşidi teknolojik açıdan öneme sahiptir. Örneğin, kristal sıvı gösterimleri
Manyetik düzenleme

Geçiş metal atomlarının kimyasal bağ formu almamış ve bağlanmamış kalan elektronlarından gelen manyetik momentleri vardır. Bazı katılarda, farklı atomların manyetik momentleri

düzene geçer ve ferromanyetik, antiferromanyetik, ferrimanyetik formları alabilir. Ferromanyetik maddelerde –örneğin katı demir- her atomun manyetik momenti, manyetik etki alanı

içinde aynı yönde hizalanır. Eğer alanlar da sıralıysa, katı geçici manyetiktir; harici bir manyetik alan bulunmasa da manyetikliği devam eder. Mıknatıs, Curie noktasına ( demir

için 768 °C) kadar ısıtıldığında manyetiklik kaybolur.

Antiferromanyetik maddeler birbirine eşit ve karşıt iki manyetik moment ağı barındırır. Bu ağlar birbirini yokeder ve böylece manyetizm sıfırlanır. Örneğin, nikel(II) oksid

(NiO) ‘de, nikel atomlarının yarısı momentlerini bir yönde, kalan yarısı tam tersi yönde hizalar.

Ferrimanyetik maddelerde, manyetik momentler karşıt yöndedir ancak birbirine eşit büyüklükte değildir, böylece birbirini sıfırlayamazlar. Fe3O4 bu duruma örnektir, Fe2+ ve Fe3+

iyonları farklı manyetik momentlere sahiptir.
Mikrofaz ayrışması

Kopolimerler periyodik nanoyapıların çeşitli dizinlerini oluşturmak için mikrofaz ayrışması geçirebilir. Mikrofaz ayrışması, yağ ve su arasındaki faz ayrımına bakarak

anlaşılabilir. Bloklar arasındaki kimyasal uyumsuzluk sebebiyle, blok kopolimerler benzer bir ayrışma içine girer. Ancak bloklar kovalent bağ ile bağlı oldukları için yağ ve su

gibi tekrar karışamazlar. Her bloğun uzunluğuna ve genel blok topolojisine bağlı olarak, her biri kendi madde fazında pek çok morfoloji gözlenebilir.
Düşük sıcaklık halleri
Süperakışkan
Superakışkan fazındaki sıvı helyum bir Rollin film’inde kabın duvararına sürünür. Sonuçta, kaptan damlar.

Mutlak sıfır yakınlarında bazı sıvılar bir ikinci sıvı formunda 'superfluid olarak belirtilir. Çünkü, akışkanlığı sıfırdır (ya da sonsuz akışkanlık vardır; sürtünmesiz akmak

gibi].Bu 1937’de, süperakışkan forumunda olan 2.17 K lambda sıcaklığının altındaki helyum için keşfedilmiştir. Bu haldeyken, kendi kabından dışarı çıkmaya kalkışır.[9] Ayrıca

sonsuz termal iletkenlik sahibidir. Böylece hiçbir sıcaklık düşümü süperakışkan forumunda olamaz. Bir süperakışkanı dönen bir kaba yerleştirdiğimizde girdap ile sonuçlanır.

Bu özellikler, Bose–Einstein yoğuşmasınun formu yaygın izotop olan helium-4 teorisiye açıklanır. Son zamanlarda Fermionic yoğuşması süperakışkanları nadir izotop olan helium-3

ve lithium-6 tarafından düşük sıcaklıklarda bile oluşturulmuştur.[10]
Bose–Einstein yoğuşması
Rubidium gazındaki hız soğuklaştırılmış gibidir: başlangıç malzemesi solda, Bose–Einstein yoğuşması sağda.

Albert Einstein ve Satyendra Nath Bose "Bose–Einstein yoğuşması" ‘ nı 1924’te tahmin etmiştir. Bazen maddenin beşinci hali olduğunu düşünmüşlerdir. Bose–Einstein yoğuşmasında,

madde bağımsız parçacık gibi davranmayı durdurur ve tek kuantum haline düşer.

Gaz fazında, Bose–Einstein yoğuşması onaylanmamış teorik tahmin olarak kalmıştı. 1955’te, Eric Cornell ve Carl Wieman’nin Colorado Üniversitesi’ndeki araştırma grubu ilk yoğuşma

deneyini ürettiler. Bose–Einstein yoğuşması katıdan daha "soğuk"tur. Atomlar çok benzer ( ya da aynı) kuantum seviyesine uaştığında gerçekleşir. Bu da at temperatures very close

to mutlak sıfır (−273.15 °C) ‘ a çok yakındır.
Fermiyonik yoğunlaşma

Fermiyonik yoğunlaşma , Bose-Einstein yoğunlaşmasına benzer fakat fermiyonlardan oluşur. Pauli ilkesi fermiyonların aynı kuantum durumuna girmesini engeller, fakat bir çift

fermiyon bozon gibi davranabilir, ve böyle çiftler daha sonra bir kısıtlama olmadan aynı kuantum durumuna girebilir
Rydberg mokelülü

Rydberg maddesi, güçlü bir ideal olmayan plazma metastabl durumlarından biridir. Heyecanlı atomların yoğunlaşmasıyla form alır. Bu atomlar eğer kesin bir sıcaklığa ulaşırsa

iyonlara ve elektronlara da dönüşebilir. Nisan 2009’da Nature, Rydberg atoumdan ve zemin atomundan Rydberg molekülü oluşumunu bildirdi. Deneyde ultra soğuk rubidyum atomları

kullanıldı,[11] confirming that such a state of matter could exist.[12] The experiment was performed using ultracold rubidium atoms.
Quantum Hall state

Kuantum Hall hali, anlık akışa dik yönde ölçülen kuantize Hall voltajını arttırır. Kuantum Hall yörüngesi durumu elektronik cihazların daha az enerji tüketmesi ve daha az ısı

üretmesinin önünü açacak teorik bir fazdır. Bu, maddenin Kuantum Hall durumunun bir türevidir .
Garip madde

Garip madde,Tolman-Oppenheimer-Volkoff sınırına yakın (yaklaşık 2-3 güneş kütlesi) bazı nötron yıldızları içinde bulunabilen kuark maddenin bir türüdür. Düşük enerji

durumlarında kararlı olabilir
Fotonik madde

Fotonik maddede, fotonlar kütleleri varmış gibi davranır ve birbirleriyle etkileşime girerler, fotonik moleküller dahi oluşturabilirler. Bu durum fotonların kütleleri olmaması

ve etkileşime girememeleri gibi genel özelliklerine aykırıdır
Yüksek enerji hali
Madde bozunması

Oldukça yüksek basınç altında, sıradan maddeler birtakım egzotik durum değişimlerine uğrayarak bozulmuş madde olarak bilinen duruma geçerler. Bu şartlarda, maddenin yapısı Pauli

dışlama prensibiyle desteklenir. Astrofizikçilerin bu duruma büyük ilgileri vardır, nötron yıldızları ve beyaz cücelerde var olan yüksek basınç durumunun nükleer füzyon için

kullanıldığına inanılır.

Elektron-dejenere madde beyaz cüce’nin içinde bulunur. Elektronlar atomlarına bağlı kalır fakat yakın atomlara transfer edilebilir. Nötron-dejenere madde nötron yıldızında

bulunur. Büyük çekim basıncı atomlara büyük bir sıkıştırma basıncı uygular ki elektronlar protonlarla ters beta bozunması yoluyla birleşmek zorunda kalır, sonuç olarak çok yoğun

bir nötron yığını elde edilir. ( Normalde atomik çekirdeğin dışındaki serbest nötronların yarılanma ömrü 15 dakikanın altındadır, fakat nötron yıldızında, atomun çekirdeğinde

olduğu gibi diğer etkenler nötronları stabilize eder.)
Quark-gluon plasma

Quark-gluon plasma, kuramsal zerrelerin gluon’lar denizinde (kuramsal zerreleri birrada tutan güçlü kuvveti ileten atomaltı parçalar), serbestçe ve bağımsızca hareket edebildiği

(parçaların sürekli bağlı olması yerine) duruma denir. Bu; molekülleri atomlara bölmek ile benzer. Bu durum kısaca parçacığın ivmesinde elde edilebilir ve bilimadamlarının

sadece teoride kalmayıp,bireysel quarklarınn özelliklerini gözlemlemesine izin verir.

Quark-gluon plasma 2000’de CERN’de keşfedildi.
Renkli cam yoğuşması

Renkli cam yoğuşması , atomik nötronların ışığın hızına yakın ilerlediğinin varlığını teorize edilmesinin bir çeşididir. Einstein’ın görelilik teorine göre,yüksek enerjili

çekirdek , hareketinin yönü boyunca uzunluğu kısaltılmış ya da sıkıştırılmış görülür. Sonuç olarak, çekirdeğin içindeki gluonlar sabit bir gözlemciyi gluonik duvar gibi görünür.

Çok yüksek enerjilerde, gluonların bu duvarda ki yoğunluğu çok yüksek şekilde artıyormuş gibi görünür. Quark-gluon plazmanın duvarların çarpışmasında üretilmesinin tersine,

rengi cam yoğuşması sadece duvarlarla ifade edilir ve parçacıkların gerçek özlellikleri sadece yüksek enerji koşulları altında gözlenir.
Çok yüksek enerjili haller
The yerçekimsel özellik tahmin edilmiştir. predicted by genel göreceliliğin to exist at the center of a kara deliğin merkezinde var olduğuyla is not a phase of matter; it is not

a material object at all (although the mass-energy of matter contributed to its creation) but rather a property of spacetime at a location. It could be argued, of course, that

all particles are properties of spacetime at a location,[13] leaving a half-note of controversy on the subject.

Diğer ileri sürülen haller
Süper katı

Bir değiştiğinde superfluid özellikleri ile dağınık şekilde sipariş edilen malzeme (diğer bir deyişle, bir katı veya kristal) olduğunu. Benzer bir superfluid, bir değiştiğinde

sürtünme hareket edebilir ama sert bir şekli korur. Bir değiştiğinde sağlam olsa da, birçok karakteristik özellikleri birçok konuda.[14][15]
İp-ağ sıvısı


Bir ip-ağ sıvısı, bir sıvı gibi görünüşte kararsız bir dizilimde görünürler. Fakat, genel modelleri bir katı gibi kararlıdır. Normal bir katı fazında atomlar kendilerini bir

sistem modeli içinde hizalarlar. Böylece herhangi bir elektron spin dokunmadan bütün elektron spin karşısında bir durumda normal düz ne zaman, maddenin atomları kendilerini bir

ızgara deseni hizalayın. Ama bir dize-net sıvı içinde atomlar aynı spin ile komşuları için bazı elektron gerektiren bazı desen düzenlenmiştir. Bu artış meraklı özellikleri gibi

alışılmadık bazı öneriler evrenin temel koşulları hakkında destek verir. In a string-net liquid, atoms have apparently unstable arrangement, like a liquid, but are still

consistent in overall pattern, like a solid. When in a normal solid state, the atoms of matter align themselves in a grid pattern, so that the spin of any electron is the

opposite of the spin of all electrons touching it. But in a string-net liquid, atoms are arranged in some pattern that requires some electrons to have neighbors with the same

spin. This gives rise to curious properties, as well as supporting some unusual proposals about the fundamental conditions of the universe itself.
Superglass

Süper cam, süperakışkanlığı ve dondurulmuş biçimsiz yapısı ile ayırt edici özelliği olmuş bir maddedir.
Karanlık madde

Evrenin kütlesinin yaklaşık % 83'ünü karanlık maddeden oluşmasına rağmen,karanlık madde elektromanyetik radyasyonu emmediği ve yayılmadığı için birçok özelliği bir gizem olarak

kalır. Buna karşın, karanlık maddenin neden yapıldığı ile ilgili birçok teori vardır. Bu nedenle karanlık maddenin var olduğunu varsayılırken ve evrenin büyük çoğunluğunu

oluştururken. Özellikleri bilinmez ve spekülasyon yaratır. Çünkü karanlık madde sadece yerçekiminin etkilerinden dolayı gözlemlenir.[16][17]
Equilibrium gel


Denge jeli Laponite denilen sentetik bir çamurdan yapılmıştır. Diğer jellerin yapısının aksine, yapısı boyunca aynı tutarlıkta ve sabit kalır.Yani katı kütle parçalarına

ayrılmaz ve daha çok sıvı kütlenindir. Denge jel filtrasyon kromatografisi, sıvı bağlayıcı ligandın hesaplanması için kullanılan bir tekniktir.[18]

Kaynak :
---------------------
Halk Ansiklopedisi Wikipedia