Fysiikka on tieteenala, joka kuuluu niin kutsuttuihin luonnontieteisiin tai "puhtaisiin" tieteisiin, ja sen esihistoria juontaa juurensa klassiseen aikaan. Yhdessä kemian ja biologian kanssa se on muuttanut perusteellisesti tapaa, jolla me ihmiset ymmärrämme ja käsittelemme ympäröivää maailmaa. Niitä on erilaisia fysiikan haarat joita voidaan tutkia yhdessä tämän tieteen kanssa.
Tässä artikkelissa kerromme sinulle fysiikan eri aloista, niiden ominaisuuksista ja siitä, mitä ne tutkivat.
Fysiikka ja kemia
Kemia tutkii aineen ja elävien olioiden koostumusta, biologiaa ja fysiikkaa on omistettu universumia hallitsevien perusvoimien tutkimukselle ja tieteelliselle kuvaukselle. Näiden voimien ja tutkimuksen kosketuspisteiden ja muiden tieteen ja tieteenalojen tutkimuksen perusteella fysiikka on jaettu useisiin haaroihin tai aloihin, joilla kullakin on oma nimensä ja tavoitteensa.
Koska fysiikka on kuitenkin yksi vanhimmista tieteistä ja koska muita nykyään olemassa olevia tieteenaloja ei aina ollut olemassa, on tavallista erottaa kolme suurta hetkeä tai kolme suurta näkökulmaa, joita fysiikan tutkimus sisältää.
Fysiikan alat
- klassinen fysiikka. Sen tausta on peräisin klassisesta antiikista, erityisesti antiikin Kreikasta, ja se keskittyy universumin ilmiöihin, joissa nopeus on pienempi kuin valon nopeus ja tilamittakaava suurempi kuin atomit ja molekyylit. Sen periaatteet perustuvat klassiseen mekaniikkaan tai newtonilaiseen mekaniikkaan, sillä Isaac Newton (1642-1727) oli yksi suurista ajattelijoista.
- Moderni fysiikka. Sen alkuperä juontaa juurensa 1858-luvun lopulle ja 1947-luvun alkupuolelle, ja Max Planckin (1879-1955) ja Albert Einsteinin (XNUMX-XNUMX) tutkimuksen ansiosta klassisen fysiikan eri käsitteet muuttuivat perusteellisesti: erityinen suhteellisuusteoria. ja yleinen suhteellisuusteoria.
- Nykyaikainen fysiikka. Innovatiivisimmat suuntaukset, joiden lähtökohdat sijoittuvat XNUMX-luvun lopulle ja XNUMX-luvun alkuun, on omistettu epälineaaristen järjestelmien toiminnalliselle kuvaukselle, termodynaamisen tasapainon ulkopuolisille prosesseille ja usein avantgardistisimmille ja monimutkaiset trendit havainnoimattomaan maailmankaikkeuteen.
Fysiikan eri alojen muunnelmia
Näiden kolmen hetken aikana fysiikka on kasannut tutkimusaloja, joista jokainen käynnistää tai kattaa yhden ns. fysiikan haaran:
- Klassinen mekaniikka. Se keskittyy käsitteeseen liikkua valon nopeutta pienemmillä nopeuksilla ja esineiden makroskooppiseen käyttäytymiseen, ja sille on ominaista, että aikaa käsitellään muuttumattomana käsitteenä ja maailmankaikkeutta määriteltynä kokonaisuutena. Yleensä se koostuu vektorimekaniikasta, Isaac Newtonin tutkimuksen tuloksista ja hänen liikelakeistaan sekä abstraktista ja matemaattisesta luonteeltaan analyyttisestä mekaniikasta, jonka aloitteentekijänä pidetään Gottfried Leibniziä (1646-1716).
- Termodynamiikka. Omistettu makroskooppisten järjestelmien energiataseesta, niiden lämmön- ja energiansiirtoprosesseista, energian muodoista ja sen käytöstä työn suorittamiseen.
- Sähkömagnetismi. Se on fysiikan ala, joka tutkii sähköä ja magnetismia ja tekee sen yhtenäisellä tavalla, eli saman ja ainutlaatuisen teorian mukaan. Tämä merkitsi sitä, että hän kiinnostui sähkö- ja magneettikenttien ilmiöistä sekä niiden vastaavuudesta ja vuorovaikutuksesta valon huomioon ottaen. Sen alkuperä juontaa juurensa Michel Faradayn (1791-1867) ja James Clerk Maxwellin (1831-1879) tutkimuksiin.
- Akustiikka. Tämä on äänen fysiikan nimi, joka on omistettu ääniaaltojen ominaisuuksien ja etenemisen, niiden käyttäytymisen eri medioissa ja manipulointimahdollisuuksien tutkimukselle. Sen sovellukset ovat keskeisiä soittimien maailmassa, mutta ne menevät pidemmälle jokapäiväisessä elämässämme.
- Optiikka. Se on valon fysiikka, joka on omistettu ymmärtämään näkyvän (ja näkymätön) sähkömagneettisen spektrin monimutkaisuutta ja tapoja, joilla se on vuorovaikutuksessa aineen kanssa: erilaiset mediat, heijastavat materiaalit ja prismat. Tämä kurinalaisuus syntyi antiikissa, mutta se on mullistanut nykyaikana mahdollistaen sellaisten laitteiden luomisen, joita ihmiset eivät olleet koskaan aiemmin epäilleet, kuten mikroskooppeja, kameroita ja korjaavaa (lääketieteellistä) optiikkaa.
- Nestemekaniikka. Se keskittyy tutkimaan nesteiden liikkumista ja niiden vuorovaikutusta ympäristönsä kanssa. Tämä tarkoittaa, että se tutkii pääasiassa nesteitä ja kaasuja, mutta myös muita monimutkaisia aineen muotoja, jotka voivat virrata eli muuttua jatkuviksi.
- Kvanttimekaniikka. Se on omistettu luonnon tutkimiseen hyvin pienissä tilamittakaavassa, kuten atomeissa ja subatomisissa hiukkasissa. Se analysoi niiden dynamiikkaa ja vuorovaikutusta ja on tulosta XNUMX-luvun alun fysiikan kehityksestä, joka sai alkunsa klassisen mekaniikan oletuksista ja avasi uuden tutkimusalan: subatomisen maailman ja sen mahdollisen manipuloinnin.
- Kaaosteoria. Se keskittyy monimutkaisten ja dynaamisten fysikaalisten järjestelmien tutkimukseen käyttämällä Newtonin differentiaaliyhtälöitä ja fyysikkojen, kuten Lenzin (1917-2008) jne., panoksia.
muut haarat
Lisäksi vuorovaikutuksesta muiden tieteiden ja tieteenalojen kanssa on syntynyt joitain fysiikan aloja:
- Geofysiikka. Se on fysiikan ja geologian välisen kontaktin tulos, joka on omistettu planeettamme sisäisten kerrosten: sen rakenteen, dynamiikan ja evoluutiohistorian tutkimukselle, ottaen huomioon tunnetut aineen peruslait: painovoima, sähkömagnetismi, säteily jne. .
- Astrofysiikka. Kyse on tähtifysiikasta, eli fysiikasta, jota sovelletaan ulkoavaruuden näkyvien tai havaittavissa olevien esineiden, kuten tähtien, sumujen tai mustien aukkojen, tutkimiseen. Tämä tieteenala kulkee käsi kädessä tähtitieteen kanssa ja tarjoaa runsaasti tietoa siitä, miten planeetan ulkopuolinen avaruus toimii ja mitä johtopäätöksiä sen havainnoista voidaan tehdä.
- Fysikaalinen kemia. Se on voimien (fysiikka) ja ainetieteen (kemia) leikkauspiste. Se sisältää aineen tutkimuksen fysikaalisten käsitteiden avulla.
- Biofysiikka. Omistettu elävien olentojen tutkimukselle fysiikan näkökulmasta, erityisesti molekyylidynamiikan tasolla, eli subatomisten hiukkasten ja energian vaihdossa ja vuorovaikutuksessa elävien olentojen välillä ja sisällä.
Toivon, että näiden tietojen avulla voit oppia lisää fysiikan aloista ja niiden ominaisuuksista.