Fysik

FONT SIZE:
fontsize_dec
fontsize_inc
17-02-2018 Noa Olsen F

Fysik er en naturlig videnskab, som studerer egenskaber og opførsel af energi og stof, samt tid, rum og samspillet mellem disse fire begreber sammen.

Fysik er en af ​​de ældste akademiske discipliner, måske den ældste, og at astronomien er en af ​​dens discipliner. I de sidste to årtusinder, blev fysik overvejes inden hvad vi nu kalder filosofi, kemi, og visse grene af matematik og biologi, men i løbet af den videnskabelige revolution i det syttende århundrede opstået for at blive en moderne videnskab, kun ved lov egen. Men i nogle områder som matematisk fysik og kvantekemi, forbliver vanskeligt at skelne fysiske grænser.

Området er til formål at udvikle færdigheder af en videnskabelig kultur, for at forstå vores fysiske, levende verden og gøre ham handle under hensyntagen til den kognitive proces, deres rolle i kender og gøre videnskab og teknologi, som er kendt, teoretisere, systematisere og evaluere deres handlinger i samfundet. På den måde bidrager vi til bevarelse og konservering af ressourcer gennem bevidsthed og effektiv og vedvarende deltagelse.

Fysik er væsentlig og indflydelsesrig, ikke kun fordi fremskridt i forståelsen ofte har oversat til nye teknologier, men også nye ideer i fysik genlyd med andre videnskaber, matematik og filosofi.

Fysik er ikke bare en teoretisk videnskab; Det er også en eksperimentel videnskab. Som enhver videnskab, finder du, at dens resultater kan verificeres ved eksperiment og teori kan gøre forudsigelser af fremtidige eksperimenter. I betragtning af bredden af ​​området for studiet af fysik og dens historiske udvikling i forhold til andre videnskaber, kan det betragtes grundlæggende eller central videnskab, fordi det omfatter inden for sit fagområde til kemi, biologi og elektronik Det forklarer også dens fænomener.

Fysik, i forsøget på at beskrive naturfænomener præcist og sandfærdigt, har nået ufattelige grænser: nuværende viden dækker beskrivelsen af ​​mikroskopiske fundamentale partikler, fødslen af ​​stjerner i universet og endda mødes med en høj sandsynlighed hvad Det skete i de første øjeblikke af fødslen af ​​vores univers, for at nævne et par områder.

Denne opgave begyndte for mere end to tusinde år siden med de første værker af græske filosoffer som Demokrit, Eratosthenes, Aristarkus, Epikur og Aristoteles, og fortsatte senere af videnskabsmænd som Galileo Galilei, Isaac Newton, Leonhard Euler, Joseph Louis Lagrange, Michael Faraday, William Rowan Hamilton, Rudolf Clausius, James Clerk Maxwell, Hendrik Lorentz, Albert Einstein, Niels Bohr, Max Planck, Werner Heisenberg, Paul Dirac, Richard Feynman og Stephen Hawking, blandt mange andre.

History of Physics

Det er kendt, at de fleste gamle civilisationer søges fra starten at forklare driften af ​​deres omgivelser; De kigger på stjernerne og tænkte, hvordan de kunne regere deres verden. Dette førte til mange fortolkninger af mere filosofisk end fysisk karakter; ikke forgæves dengang at fysisk det blev kaldt naturfilosofi. Mange filosoffer er i ur udvikling af fysik, ligesom Aristoteles, Thales og Demokrit, at være den første til at forsøge at søge en form for forklaring på de fænomener omkring dem. Selvom beskrivende teorier om universet, der forlod disse tænkere var forkert, de var gyldige i lang tid, næsten to tusind år, dels på grund af accept af den katolske kirke i flere af dens bestemmelser, såsom det geocentriske teori eller afhandling Aristoteles.

Dette trin, kaldet obskurantisme i videnskab i Europa, og slutter, når den videnskabelige canon Nicholas Copernicus, betragtes som faderen til moderne astronomi, i 1543 modtog det første eksemplar af De revolutionibus orbium coelestium. Selvom Copernicus var den første til at formulere plausible teorier, er en anden karakter, som betragtes som faderen af ​​fysikken som vi kender det. En professor i matematik ved universitetet i Pisa i slutningen af ​​det sekstende århundrede ændret videnskabens historie, ved hjælp af første eksperimenter til at kontrollere dets påstand: Galileo Galilei. Brug teleskopet til at observere himlen og arbejde på skrå planer, Galileo først brugt den videnskabelige metode, og nåede konklusioner, der kan verificeres. I deres arbejde, de fik følgeskab af store bidrag fra andre forskere som Johannes Kepler, Blaise Pascal og Christian Huygens.

Senere, i det syttende århundrede, en engelsk videnskabsmand opfylder ideer Galileo og Kepler i et enkelt job, forener ideerne om himmelske bevægelse og bevægelser på Jorden i hvad han kaldte tyngdekraften. I 1687, Isaac Newton i hans Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, formulerede de tre principper i bevægelsen og en fjerde lov om universel gravitation, hvilket fuldstændig forvandlet den fysiske verden; alle fænomener kunne ses i en mekanisk måde.

Newtons arbejde på dette område er fortsat til stede; alle makroskopiske fænomener kan beskrives i henhold til tre love. Så i resten af ​​dette århundrede og den senere attende århundrede al forskning var baseret på hans ideer. Derfor blev udviklet andre discipliner, såsom termodynamik, optik, fluid mekanik og statistisk mekanik. De kendte værker af Daniel Bernoulli, Robert Boyle og Robert Hooke, blandt andre, hører til denne periode.

I det nittende århundrede fundamentale fremskridt forekommer i elektricitet og magnetisme, primært i hænderne på Charles-Augustin de Coulomb, Luigi Galvani, Michael Faraday og Georg Simon Ohm, der kulminerede i arbejdet i James Clerk Maxwell i 1855, hvor han opnåede foreningen af ​​de to grene kaldes elektromagnetismen. Desuden er de første opdagelser om radioaktivitet og opdagelsen af ​​elektronens produceret af Joseph John Thomson i 1897.

I løbet af det tyvende århundrede blev fysik fuldt udviklet. I 1904 havde Hantaro Nagaoka foreslog den første model af atomet, hvilket blev bekræftet i en del af Ernest Rutherford i 1911, selv om begge tilgange så ville erstattes af Bohr atom, 1913. I 1905 Einstein formulerede teorien om specielle relativitetsteori, der falder sammen med Newtons love, når fænomener udvikler små hastigheder sammenlignet med lysets hastighed. I 1915 udvidede han specielle relativitetsteori, formuleret teorien om generelle relativitetsteori, der erstatter Newtons tyngdelov og omfatter i tilfælde af små masser. Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr og andre udviklede quantum teori til at forklare unormale eksperimentelle resultater på stråling af organer. I 1911, udledte Ernest Rutherford eksistensen af ​​en positivt ladet atomkerne, fra erfaringer med spredning. I 1925 Werner Heisenberg og Erwin Schrödinger i 1926 og Paul Adrien Maurice Dirac formuleret kvantemekanikken, som omfatter de foregående kvanteteorier og giver de teoretiske redskaber til faststoffysik.

Senere kvantefeltteori blev formuleret for at udvide kvantemekanik ifølge specielle relativitetsteori og nåede sin moderne form i slutningen af ​​40'erne, takket være det arbejde, Richard Feynman, Julian Schwinger, Tomonaga og Freeman Dyson De formulerede teorien om kvanteelektrodynamik. Denne teori dannede grundlag for udviklingen af ​​partikelfysik. I 1954 Chen Ning Yang og Robert Mills udviklede grundlaget for standardmodellen. Denne model blev afsluttet i 1970, og det var muligt at forudsige egenskaberne af partiklerne tidligere observeret, men blev opdaget successivt, den sidste er den øverste kvark.

Forsøg på at forene de fire grundlæggende interaktioner har ført fysikere til nye felter utænkeligt. De to mest udbredte teorier, kvantemekanik og almen relativitet, som er i stand til at beskrive med stor nøjagtighed makro- og mikro, synes uforenelige, når du ser det fra det samme synspunkt. Så de har formuleret nye teorier såsom supergravitation og strengteori, hvor forskning fokus i begyndelsen af ​​århundredet.

Centrale teorier

Fysisk, i deres søgen efter at beskrive den ultimative sandhed af naturen, har flere grene, som kunne grupperes i fem overordnede teorier: klassisk mekanik, som beskriver den makroskopiske bevægelse; elektromagnetisme, der beskriver elektromagnetiske fænomener som lys; relativitetsteori formuleret af Einstein, der beskriver rum-tid og den gravitationelle vekselvirkning; termodynamik, som beskriver de molekylære og varme exchange fænomener; og endelig kvantemekanik, der beskriver opførslen af ​​atomare verden.

Klassisk mekanik

Det er kendt som den klassiske mekanik til beskrivelsen af ​​makroskopiske organer bevæger sig meget lav hastighed i forhold til lysets hastighed. Der er to typer af formuleringer af denne mekanisme, kendt som Newtons mekanik og analytiske mekanik.

Newtonsk mekanik, som navnet antyder, bærer iboende forskrifter af Newton. Fra de tre ligninger formuleret af Newton og differentiale og integralregning, får du en meget nøjagtig tilnærmelse af fysiske fænomener. Denne formulering er også kendt som vektor mekanik, og skyldes flere størrelser, de skal definere din tabel i en privilegeret inerti referencesystem.

Analytiske mekanik er en abstrakt matematisk formulering af mekanik; Det giver os mulighed for at fjerne os af sådanne systemer privilegerede og har mere generel henvisning, når der beskriver en bevægelse ved hjælp af calculus varianter begreber. Der er to tilsvarende formuleringer: de såkaldte Lagrange mekanik er en omformulering af mekanik af Joseph Louis Lagrange baseret på nu kaldes Euler-Lagrange og princippet om mindst handling; den anden, kaldet Hamilton mekanik er en teoretisk omformulering er baseret på en funktionel hedder Hamilton af William Hamilton. I sidste ende de to er ækvivalente.

I klassisk mekanik har generelt tre invariante aspekter: tid er absolut, naturen gør spontant mindste handling og udformningen af ​​et bestemt univers.

Elektromagnetisme

Elektromagnetisme beskriver interaktionen af ​​ladede partikler elektriske og magnetiske felter. Kan opdeles i elektrostatik, undersøgelse af samspillet mellem afgifter på hvile, og elektrodynamik, studiet af samspillet mellem bevægelige gebyrer og stråling. Den klassiske teori om elektromagnetisme er baseret på Lorentz-kraften og Maxwells ligninger.

Elektrostatiske er studiet af fænomener forbundet med ladede legemer i hvile. Som beskrevet af Coulombs lov, disse organer udøver kræfter på hinanden. Deres adfærd kan analyseres i forhold til ideen om et elektrisk felt omkring ethvert opladet krop, således at en anden ladet organ placeret inden for området vil være genstand for en sats proportional med størrelsen af ​​belastningen kraft, og størrelsen af ​​det område i dit placering. Når kraften er tiltrækkende eller frastødende afhængigt af polariteten af ​​ladningen. Elektrostatiske har mange anvendelsesmuligheder, lige fra analyse af fænomener som tordenvejr at studere adfærd elektronrør.

Elektrodynamik er studiet af dem er forbundet med ladede legemer i bevægelse og tidsvarierende elektriske og magnetiske felter fænomener. Da en bevægende ladning frembringer et magnetfelt, elektrodynamik vedrører effekter såsom magnetisme, elektromagnetisk stråling og elektromagnetisk induktion, herunder praksis, såsom den elektriske generator og el-motor applikationer. Dette område af elektrodynamik, kendt som klassiske elektrodynamik, blev systematisk forklaret af James Clerk Maxwell og Maxwells ligninger beskriver fænomenerne i dette område med stor generalitet. En nyere innovation udviklet kvanteelektrodynamik, som inkorporerer love quantum teori til at forklare vekselvirkningen af ​​elektromagnetisk stråling med stof. Paul Dirac, Heisenberg og Wolfgang Pauli var pionerer i formuleringen af ​​kvanteelektrodynamikken. Elektrodynamik er i sig selv giver en relativistisk korrektioner indføres i beskrivelsen af ​​bevægelserne af ladede partikler, når deres hastigheder nærmer lysets hastighed. Det gælder for de involverede med partikelacceleratorer og elektronrør opererer ved høje spændinger og strømme fænomener.

Elektromagnetisme omfatter forskellige virkelige verden fænomener som lys. Lys er et oscillerende elektromagnetisk felt, der udstråler fra ladede partikler accelereret. Bortset fra tyngdekraften, de fleste af de kræfter i hverdagens erfaringer er resultatet af elektromagnetismen.

Principperne for elektromagnetisme finde programmer i forskellige relaterede, discipliner som mikrobølger, antenner, elektriske maskiner, satellitkommunikation, Bioelectromagnetics, plasmaer, atomforskning, fiberoptik, interferens og elektromagnetisk kompatibilitet, elektromekanisk energiomsætning, de radar meteorologi og telemåling. Elektromagnetiske enheder omfatter transformere, relæer, radio / tv, telefon, elektriske motorer, transmissionslinjer, bølgeledere, optiske fibre og lasere.

Relativity

Den relativitetsteorien er primært formuleret af Albert Einstein i begyndelsen af ​​det tyvende århundrede, og er opdelt i to organer forskning: specielle relativitetsteori og almen relativitet.

I specielle relativitetsteori, Einstein, Lorentz og Minkowski, blandt andre, forenet begreberne rum og tid, i en fire-dimensional ramado som blev kaldt rumtid. Speciel relativitetsteori var revolutionerende for sin tid, med den absolutte tid af Newton blev forvist og begreber som stabiliteten i lysets hastighed, tid dilatation, længde sammentrækning og masse-energi ækvivalens blev indført. Hertil kommer, at formuleringer af specielle relativitetsteori, fysikkens love er invariante i alle inerti referencesystemer; som matematisk konsekvens, der er en øvre grænse for lysets hastighed, og som har deterministisk kausal fysisk hidtil elimineres. Bemærk, at Newtons love er et særligt tilfælde af denne teori, hvor massen, der rejser ved meget lave hastigheder og ikke opleve nogen variation i længden og ikke omdannes til energi, og mens det kan betragtes som absolut.

På den anden side, almen relativitet og tyngdekraft interaktion studerer deformation i geometri rumtid. I denne teori begreberne krumning af rum-tid som årsag til den gravitationelle vekselvirkning introduceres, ligestilling princip siger, at for alle inerti iagttagere lokale love specielle relativitetsteori er invariante og indførelsen af ​​en bevægelse partikel geodætiske linier. Almen relativitet er ikke den eneste teori, der beskriver den tyngdepåvirkning, men er den mest verificerbare relevante data fundet. Tidligere er den gravitationelle vekselvirkning beskrives matematisk ved en massedistribution, men i denne teori ikke kun massen opfatter denne interaktion, men også energi ved hjælp af krumning af rum-tid, hvilket er grunden til det tager et andet matematisk sprog til at beskrive tensor calculus. Mange fænomener, såsom bøjning af lys ved hjælp af tyngdekraften og afvigelsen i kredsløb om Merkur, er perfekt forudsagt af denne formulering. Generel relativitetsteori også åbnet en anden forskningsfelt i fysik, kendt som kosmologi, og er meget udbredt i astrofysik.

Termodynamik og statistisk mekanik

De termodynamiske processer er varmeoverførsel, som er en form for energi, og hvordan man gør arbejdet med det. Dette område beskriver, hvordan sagen i nogen af ​​dets faser transformeres. Fra et makroskopisk synspunkt af stof er det undersøgt som den reagerer på ændringer i volumen, tryk og temperatur, blandt andre variabler. Termodynamik er baseret på fire vigtigste love: den termodynamisk ligevægt, princippet om bevarelse af energi, den midlertidige stigning i entropi og umuligheden af ​​det absolutte nulpunkt.

En konsekvens af termodynamik er, hvad i dag er kendt som statistisk mekanik. Denne branche undersøgelser, termodynamik, den overførsel af varmen, men i modsætning til den foregående, af en molekylær synspunkt. Materialet, som det er kendt, er sammensat af molekyler, og kender adfærd en af ​​dens molekyler fører til fejlagtige målinger. Det er derfor, det skal behandles som et sæt af kaotiske eller tilfældige elementer og statistisk sprog til at beskrive makroskopiske mekaniske opførsel af denne mikroskopiske molekylære betragtninger bruges.

Kvantemekanik

Kvantemekanik er den gren af ​​fysikken, der beskæftiger sig med atomare og subatomare systemer og deres samspil med elektromagnetisk stråling, hvad angår observerbare mængder. Den er baseret på den iagttagelse, at alle former for energi frigives i diskrete enheder eller bundter kaldet kvanter. Overraskende, kvanteteorien typisk kun tillader probabilistiske eller statistiske beregninger af de observerede karakteristika for elementarpartikler, forstået i form af bølgefunktioner. Schrödingerligningen spiller rollen i kvantemekanik love Newton og energibesparelser foretaget i klassisk mekanik. Det vil sige, at forudsige den fremtidige adfærd et dynamisk system, og er en bølge ligning i form af en bølgefunktion, som forudsiger analytisk præcis sandsynlighed for begivenheder eller resultater.

I tidligere teorier af klassisk fysik, blev energi udelukkende behandlet som en kontinuerlig fænomen, mens sagen er antaget, at indtager en meget specifik region af rummet og bevæger sig kontinuerligt. Ifølge kvanteteorien, er energi, der udsendes og absorberes i diskrete mængder følsomme. En individuel netdel navn, fordi, i visse situationer opfører sig som en partikel af stof. Desuden blev det konstateret, at partiklerne viser nogle bølgelignende egenskaber, når i bevægelse, og er ikke længere betragtes som lokaliseret i en bestemt region, men udvides til en vis grad. Lys eller anden stråling eller absorberes af et atom med kun bestemte frekvenser, som vist i liniespektrum associeret med grundstoffet repræsenteret ved en sådan atom. Kvanteteorien viser, at disse frekvenser svarer til definerede niveauer af lyskvanter eller fotoner, og er resultatet af, at elektronerne i atomet kan kun have visse tilladte energiværdier. Når en elektron bevæger fra et niveau til et andet tilladt, er en mængde energi, der udsendes eller absorberet hvis frekvens er direkte proportional med den energi forskellen mellem de to niveauer.

Den formalisme af kvantemekanikken blev udviklet i løbet af 1920'erne i 1924, Louis de Broglie foreslog, at ligesom lysbølger har partikel egenskaber, som i den fotoelektriske effekt, partikler, til gengæld også De har bølge egenskaber. To forskellige formuleringer af kvantemekanikken blev fremlagt efter de Broglie forslag. I 1926 Erwin Schrödinger bølgemekanik involverer anvendelsen af ​​en matematisk enhed, bølgefunktionen, som er relateret til sandsynligheden for at finde en partikel på et givet punkt i rummet. I 1925, matrix mekanik Werner Heisenberg giver ingen bølgefunktioner eller lignende begreber nævner, men har vist sig at være matematisk ækvivalent med Schrödingers teori. En vigtig opdagelse af kvanteteorien er usikkerheden princippet formuleret af Heisenberg i 1927, hvilket placerer en absolut teoretiske grænse på nøjagtigheden af ​​visse målinger. Som et resultat, den klassiske antagelse af forskere, at den fysiske tilstand af et system kunne måles nøjagtigt og bruges til at forudsige fremtidige tilstande måtte opgives. Dette var et filosofisk revolution og gav anledning til mange drøftelser blandt de største fysikere af tiden.

Kvantemekanikken blev kombineret med relativitetsteorien i formuleringen af ​​Paul Dirac i 1928, som også forudsagde eksistensen af ​​antipartikler. Yderligere udvikling af teorien omfatter kvante statistik, præsenteret i en form af Einstein og Bose og i en anden form af Dirac og Enrico Fermi, kvanteelektrodynamik, interesseret i samspillet mellem ladede partikler og elektromagnetiske felter, dens generalisering kvanteteorien marker og kvante elektronik.

Opdagelsen af ​​kvantemekanikken i begyndelsen af ​​det tyvende århundrede revolutionerede fysikken, og kvantemekanik er grundlæggende for de fleste områder af aktuel forskning.

Fundamentale fysiske begreber

Samlet et fysisk koncept er tolkes kun i kraft af fysisk teori, der vises. Så den klassiske beskrivelse af en gas eller væske stadig bruger begrebet kontinuerte medium når de i virkeligheden sagen består af adskilte atomer, som ikke stopper kontinuum koncept i forbindelse med anvendelsen af ​​fluid mekanik eller mekanisk deformerbare faste stoffer er ikke hjælpsomme. Newtonsk mekanik er også tyngdefeltet som et felt af kræfter, men så teorien om generelle relativitetsteori mener, at ikke-tyngdekraften er ægte, men at tyngdeaccellerationen fænomener er en manifestation af krumning af rumtiden.

Hvis en lang liste af fysiske begreber viser hurtigt, at mange af dem kun mening, eller er definerbare strengt i forbindelse med en bestemt teori, og derfor er grundlæggende begreber, der ikke vises i nogen fysisk beskrivelse af universet er undersøgt. Men et begrænset sæt fysiske begreber vises i både beskrivelsen af ​​klassisk fysik, som i beskrivelsen af ​​relativistiske fysik og kvantemekanik. Disse fysiske begreber, der synes nødvendige på ethvert tilstrækkeligt bredt fysisk teori kaldes grundlæggende fysiske begreber, måske en ikke-udtømmende liste over disse være:

Forskningsområder

Teoretisk Fysik

Kulturen i fysik forskning i de senere år har specialiseret så meget, at der er ført til en adskillelse af fysikere dedikeret til teorien og andre, der beskæftiger sig med eksperimenter. Teoretisk arbejde i søgningen efter matematiske modeller til at forklare de eksperimentelle resultater og bidrage til at forudsige fremtidige resultater. Således teori og eksperimenter er nært beslægtede. Fremskridtene i fysik ofte opstår, når et eksperiment er et resultat, der ikke kan forklares ved nuværende teorier, så vi må finde et nyt konceptuel tilgang til at løse problemet.

Teoretisk fysik er nært beslægtet med matematik, da det giver det sprog, der anvendes i udviklingen af ​​de fysiske teorier. Teoretikere stole på forskellen og integralregning, numerisk analyse og computersimuleringer til at validere og afprøve deres fysiske modeller. De områder af beregningsmæssige og matematisk fysik er områder af aktiv forskning.

Teoretikere kan forestille begreber som parallelle universer, multidimensionale rum eller lavere vibrerende strenge eller teori om alting, og derfra, lave fysiske hypoteser.

Condensed Matter

Den faststoffysik beskæftiger sig med de makroskopiske fysiske egenskaber af stof, såsom massefylde, temperatur, hårdhed, eller farve af et materiale. Materialerne består af et stort antal atomer eller molekyler interagerer med hinanden, så de er "kondenseret", i modsætning til at være fri uden interaktion. Den faststoffysik søger at gøre relationer mellem makroskopiske egenskaber, som kan måles, og adfærd sit konstituerende mikroskopisk eller atomare niveau og dermed bedre at forstå materialeegenskaber.

Den mest almindelige "kondenseret" er faste og flydende faser, der skyldes kemisk binding mellem atomerne på grund af den elektromagnetiske interaktion. Mere eksotiske faser er superfluids, Bose-Einstein kondensat findes i visse atomare systemer ved meget lave temperaturer, den superledende fase af ledningsforstyrrelser elektroner på visse materialer, og de ferromagnetiske og antiferromagnetiske faser af spins på atomare netværk.

Den faststoffysik er den største inden for moderne fysik og involverer mere fysisk. Historisk set voksede faststoffysik ud af faststoffysik, som nu betragtes som en af ​​sine vigtigste underfelter. Den fysiske udtryk af kondenserede stoffer blev tilsyneladende opfundet af Philip Anderson, da i 1967 han omdøbte hans forskergruppe, tidligere kaldet solid state teori. Den faststoffysik har et stort overlap med kemi, materialevidenskab, nanoteknologi og teknik.

Atomare og molekylære fysik

Atomare og molekylære fysik er fokuseret på studiet af stof-stof og lys-stof vekselvirkninger på omfanget af enkelte atomer eller strukturer, der indeholder et par atomer. Begge områder er grupperet sammen på grund af deres indbyrdes og ligheden mellem de anvendte metoder og ensartethed i den energi skalaer relevante for deres forskning. Til gengæld begge omfatter både klassiske og kvante behandlinger, fordi de kan diskutere deres problemer fra mikroskopiske og makroskopiske synspunkter.

Aktuel forskning i atomfysik fokuserer på aktiviteter såsom køling og indfangning af atomer og ioner, som er interessant at fjerne "støj" i de foranstaltninger og unøjagtigheder, når der udføres eksperimenter eller andre foranstaltninger, øge nøjagtigheden målinger af fundamentale fysiske konstanter, som hjælper validere andre teorier som relativitet og standardmodellen, måling af virkningerne af elektron korrelation i atomare struktur og dynamik, samt måling og forståelse af den kollektive adfærd interagere gas atomer svagt.

Molekylær fysik fokuserer på molekylære strukturer og deres samspil med stof og lys.

Partikelfysik eller højenergi og atomfysik

Partikelfysik er den gren af ​​fysikken, at undersøgelser de elementære bestanddele af stof og samspillet mellem dem, som om de var partikler. Det kaldes også højenergifysik, fordi mange elementarpartikler ikke findes i naturen og har brug for at producere højenergi kollisioner mellem andre partikler, som det sker i partikelacceleratorer. De vigtigste centre for studier eller partikler er Fermilab Fermi National Laboratory i USA og Europa Center for Nuclear Research, eller CERN, på grænsen mellem Schweiz og Frankrig. I disse laboratorier, hvad det gør, er at få lignende energier, der menes eksisterede i Big Bang, og dermed forsøger at øge beviser for oprindelsen af ​​universet.

I øjeblikket,elementarpartikler er klassificeret i henhold til den såkaldte Standardmodel i to grupper: bosoner og fermioner. Bosoner er partikler, der interagerer med stof og de fermioner er de konstituerende partikler af stof. I standardmodellen det forklarer, hvordan grundlæggende interaktioner i form af partikler interagerer med partikler af stof. Så elektromagnetisme har en partikel kaldet en foton, den stærke kernekraft er gluon, svage kernekraft interaktion til W og Z bosoner og tyngdekraften til en hypotetisk partikel kaldet gravitonen. Blandt fermioner mere sort; er der to typer: leptoner og kvarker. Samlet set standardmodellen indeholder 24 grundlæggende partikler, der udgør motivet med tre familier gaugebosoner interaktioner med ansvar for transport.

Kernefysik er inden for fysik, der studerer bestanddele atomkerner og deres samspil. De mest populære anvendelser af kernefysik er den teknologi, elproduktion og våben, men feltet har ført til applikationer på forskellige områder, herunder nuklearmedicin og magnetisk resonans, ingeniør ion implantation i materialer og datering i geologi og arkæologi.

Astrofysik

Astrofysik og astronomi er videnskaber, der anvender teorier og metoder fra andre grene af fysik til studiet af objekter, der udgør vores mangfoldige univers, såsom stjerner, planeter, galakser og sorte huller. Astronomi fokuserer på at forstå bevægelser af objekter, mens omtrent astrofysik søger at forklare dens oprindelse, evolution og adfærd. I øjeblikket astrofysik og astronomi udtryk bruges ofte i flæng til at henvise til studiet af universet.

Dette område, sammen med partikelfysik, er en af ​​de mest undersøgte og mest spændende områder af moderne verden af ​​fysik. Da Hubble Space Telescope gav os detaljerede oplysninger om de fjerneste afkroge af universet, fysikere kunne have et mere objektivt syn på, hvad der indtil da kun var teorier vision.

Fordi astrofysik er et meget bredt felt, astrofysikere typisk anvender mange discipliner i fysik, herunder mekanik, elektromagnetisme, statistisk mekanik, termodynamik, kvantemekanik, relativitetsteori, nuklear og partikelfysik, og atomare og molekylære fysik. Desuden er astrofysik tæt forbundet med kosmologi, som er det område, der er beregnet til at beskrive universets oprindelse.

Biofysik

Biofysik er et tværfagligt område, der studerer biologi anvender de generelle principper for fysik. Ved anvendelsen af ​​probabilistiske karakter af kvantemekanikken til biologiske systemer, vi får rent fysiske metoder til forklaring af biologiske egenskaber. Det kan siges, at videndeling er kun mod biologi, som det er blevet beriget fysiske begreber og ikke omvendt.

Dette område er i konstant vækst. Det anslås, at i løbet af det tidlige enogtyvende århundrede bliver sammenløbet af fysikere, biologer og kemikere på samme laboratorier vil stige. Studier i neurovidenskab, for eksempel, er steget, og flere og større frugter har siden begyndt at gennemføre love elektromagnetisme, optik og molekylær fysik til studiet af neuroner.

Sammendrag af fysiske discipliner

Klassificering af fysik teorier om:

  • Klassisk mekanik
  • Kvantemekanik
  • Kvantefeltteori
  • Relativitetsteori
    • Specielle relativitetsteori
    • Generel relativitetsteori
  • Statistisk mekanik
  • Termodynamik
  • Kontinuum mekanik
    • Stive krop dynamik, mekanik af deformerbare faste stoffer, elasticitet, Plasticitet
    • Fluid mekanik.
  • Elektromagnetisme
    • Elektricitet
    • Magnetisme
  • Elektronik
  • Astrofysik
  • Geofysik
  • Biofysik

Vigtigste fysiske størrelser

  • Geometrisk
    • Volumen: hvis enhed er den kubikmeter
    • Område: hvis enhed er kvadratmeter
    • Længde: hvis enhed er måleren
  • Relateret til tid og nøgletal over tid:
    • Vejret: der er den anden enhed
    • Hastighed: hvis enheden er meter per sekund
    • Acceleration: hvis enhed er måleren pr sekund i anden
    • Frekvens: hvis enhed er Hertz og Hertz
  • Relaterede dynamik:
    • Styrke: hvis enhed er den Newton
    • Job: hvis enhed er juli eller Joule
    • Energi: hvis enhed er juli eller Joule
    • Strøm: hvis enhed er den Watt eller Watt
  • Termodynamisk og relateret til mængden af ​​stof:
    • Masa: hvis enhed er den gram
    • Mængde stof: hvis enhed er muldvarpen
    • Temperatur: hvis enheden er Kelvin
    • Pres: hvis enhed er den Pascal
Forrige artikel Flydende gas
Næste artikel FC Arges Pitesti