La física és una disciplina científica que pertany a les anomenades ciències naturals o «pures», amb antecedents que es remunten a l'època clàssica. Juntament amb la química i la biologia, ha canviat profundament la manera com els humans entenem i processem el món que ens envolta. Hi ha diferents branques de la física que es poden estudiar juntament amb aquesta ciència.
En aquest article explicarem quines són les diferents branques de la física, les seves característiques i què estudia.
Física i química
La química estudia la composició de la matèria i els éssers vius, la biologia i la física es dedica a l'estudi i la descripció científica de les forces fonamentals que governen l'univers. Amb base a l'estudi d'aquestes forces i els punts de contacte d'aquest estudi amb altres àrees científiques i disciplinàries, la física es divideix en moltes branques o camps, cadascun amb el seu nom i objectius.
No obstant això, atès que la física és una de les ciències més antigues, i atès que no sempre van existir altres disciplines que hi ha avui dia, és comú distingir tres grans moments, o tres grans perspectives, que conté l'estudi de la física.
Branques de la física
- Física clàssica. El rerefons prové de l'antiguitat clàssica, especialment de l'antiga Grècia, i se centra en els fenòmens de l'univers on la velocitat és menor que la velocitat de la llum i l'escala espacial és més gran que els àtoms i les molècules. Els seus principis es basen en la mecànica clàssica o mecànica newtoniana, ja que Isaac Newton (1642-1727) va ser un dels grans pensadors.
- Física moderna. Els seus orígens es remunten a finals del segle XIX i principis del XX, i gràcies a les investigacions de Max Planck (1858-1947) i Albert Einstein (1879-1955), es van modificar profundament els diferents conceptes de la física clàssica: la relativitat especial . i la relativitat general.
- Física contemporània. Els vessants més innovadors, els punts de partida dels quals se situen a finals del segle XX i principis del XXI, es dediquen a la descripció funcional de sistemes no lineals, processos fora de l'equilibri termodinàmic i, sovint, les tendències més avantguardistes i complexes al voltant a l'univers inobservable.
Variants de les branques de la física
Durant aquests tres moments, la física ha anat acumulant camps d'estudi, cadascun dels quals inicien o engloba una de les branques de la física:
- Mecànica clàssica. Se centra en el concepte de moure's a velocitats per sota de la velocitat de la llum i el comportament macroscòpic dels objectes, i es caracteritza per tractar el temps com un concepte immutable i l'univers com a entitat definida. En general, es compon de la mecànica vectorial, els resultats de les investigacions d'Isaac Newton i les seves lleis del moviment, i la mecànica analítica de caràcter abstracte i matemàtic, l'iniciador del qual es considera Gottfried Leibniz (1646-1716).
- Termodinàmica. Dedicat a lestudi del balanç denergia dels sistemes macroscòpics, els seus processos de transferència de calor i energia, la forma denergia i com sutilitza per realitzar treball.
- Electromagnetisme. És la branca de la física que estudia l'electricitat i el magnetisme i ho fa de manera unificada, és a dir, per una mateixa i única teoria. Això va significar que es va interessar pels fenòmens dels camps elèctrics i magnètics i la seva correspondència i interacció, tenint en compte la llum. Els seus orígens es remunten als estudis de Michel Faraday (1791-1867) i James Clerk Maxwell (1831-1879).
- Acústica. Aquest és el nom de la física del so, dedicada a l'estudi de les propietats i la propagació de les ones sonores, el seu comportament en diferents mitjans i la seva possibilitat de manipulació. Les seves aplicacions són fonamentals al món dels instruments musicals, però van més enllà en la nostra vida quotidiana.
- Òptica. És la física de la llum, dedicada a comprendre la naturalesa complexa de l'espectre electromagnètic visible (i invisible) i les formes en què interactua amb la matèria: diferents medis, materials reflectors i prismes. Aquesta disciplina va sorgir a l'antiguitat però s'ha revolucionat en els temps moderns, permetent la creació de dispositius que l'ésser humà mai no havia sospitat, com ara microscopis, càmeres i òptica correctiva (mèdica).
- Mecànica de fluids. Se centra en l'estudi del moviment dels fluids i la interacció amb el seu entorn. Això vol dir que estudia principalment líquids i gasos, però també altres formes complexes de matèria que poden fluir, és a dir, esdevenir continus.
- Mecànica quàntica. Es dedica a l'estudi de la natura a escales espacials molt petites, com ara els àtoms i les partícules subatòmiques. Analitza la seva dinàmica i les seves interaccions i és fruit dels avenços de la física de principis del segle XX que van partir dels supòsits de la mecànica clàssica i van obrir un nou camp d'estudi: el món subatòmic i la seva possible manipulació.
- Teoria del caos. Se centra en lestudi de sistemes físics complexos i dinàmics, utilitzant les equacions diferencials de Newton i les aportacions de físics com Lenz (1917-2008), etc.
Altres branques
A més, a causa de la interacció amb altres ciències i disciplines, han nascut algunes branques de la física:
- Geofísica. És el resultat del contacte entre la física i la geologia, dedicada a l'estudi de les capes internes del nostre planeta: la seva estructura, la dinàmica i la història evolutiva, tenint en compte les conegudes lleis fonamentals de la matèria: gravetat, electromagnetisme, radiació, etc.
- Astrofísica. Es tracta de física estel·lar, és a dir, física aplicada a l'estudi d'objectes visibles o detectables a l'espai exterior, com ara estrelles, nebuloses o forats negres. Aquesta disciplina va de la mà de l'astronomia i proporciona una gran quantitat d'informació sobre com funciona l'espai extraplanetari i quines conclusions es poden extreure de les observacions.
- Físicoquímica. És la intersecció de la ciència de les forces (física) i la ciència de la matèria (química). Inclou lestudi de la matèria utilitzant conceptes físics.
- Biofísica. Dedicat a l'estudi dels éssers vius des de la perspectiva de la física, especialment a nivell de dinàmica molecular, és a dir, l'intercanvi i la interacció de partícules subatòmiques i energia entre i dins dels éssers vius.
Espero que amb aquesta informació pugueu conèixer més sobre les branques de la física i les seves característiques.