La fisica è una disciplina scientifica appartenente alle cosiddette scienze naturali o "pure", con antecedenti che risalgono all'epoca classica. Insieme alla chimica e alla biologia, ha cambiato profondamente il modo in cui noi umani comprendiamo ed elaboriamo il mondo che ci circonda. Ce ne sono diversi branche della fisica che può essere studiato insieme a questa scienza.
In questo articolo vi parleremo delle diverse branche della fisica, delle loro caratteristiche e di cosa studiano.
Fisica e chimica
La chimica studia la composizione della materia e degli esseri viventi, la biologia e la fisica è dedicato allo studio e alla descrizione scientifica delle forze fondamentali che governano l'universo. Sulla base dello studio di queste forze e dei punti di contatto di quello studio con altre aree scientifiche e disciplinari, la fisica è divisa in molti rami o campi, ciascuno con il proprio nome e obiettivi.
Tuttavia, poiché la fisica è una delle scienze più antiche, e poiché altre discipline che esistono oggi non sono sempre esistite, è comune distinguere tre grandi momenti, o tre grandi prospettive, che lo studio della fisica contiene.
Rami della fisica
- fisica classica. Il suo background proviene dall'antichità classica, in particolare dall'antica Grecia, e si concentra su fenomeni nell'universo in cui la velocità è inferiore alla velocità della luce e la scala spaziale è maggiore di atomi e molecole. I suoi principi si basano sulla meccanica classica o meccanica newtoniana, poiché Isaac Newton (1642-1727) fu uno dei grandi pensatori.
- Fisica moderna. Le sue origini risalgono alla fine dell'Ottocento e all'inizio del Novecento, e grazie alle ricerche di Max Planck (1858-1947) e Albert Einstein (1879-1955), i diversi concetti della fisica classica furono profondamente modificati: la relatività ristretta. e relatività generale.
- Fisica contemporanea. Le tendenze più innovative, i cui punti di partenza si collocano tra la fine del XX secolo e l'inizio del XXI, sono dedicate alla descrizione funzionale dei sistemi non lineari, dei processi al di fuori dell'equilibrio termodinamico e, spesso, dei sistemi più all'avanguardia e complesse tendenze intorno all'universo inosservabile.
Varianti dei rami della fisica
Durante questi tre momenti, la fisica ha accumulato campi di studio, ognuno dei quali inizia o comprende uno dei cosiddetti rami della fisica:
- Meccanica classica. Si concentra sul concetto di muoversi a velocità inferiori alla velocità della luce e sul comportamento macroscopico degli oggetti, ed è caratterizzato dal trattare il tempo come un concetto immutabile e l'universo come un'entità definita. In generale si compone di meccanica vettoriale, frutto delle ricerche di Isaac Newton e delle sue leggi del moto, e di meccanica analitica di natura astratta e matematica, il cui iniziatore è considerato Gottfried Leibniz (1646-1716).
- Termodinamica. Dedicato allo studio del bilancio energetico dei sistemi macroscopici, dei loro processi di trasferimento di calore ed energia, della forma dell'energia e di come viene utilizzata per compiere lavoro.
- Elettromagnetismo. È la branca della fisica che studia l'elettricità e il magnetismo e lo fa in modo unificato, cioè secondo la stessa e unica teoria. Ciò significa che si interessa ai fenomeni dei campi elettrici e magnetici e alla loro corrispondenza e interazione, tenendo conto della luce. Le sue origini risalgono agli studi di Michel Faraday (1791-1867) e James Clerk Maxwell (1831-1879).
- Acustica. Questo è il nome della fisica del suono, dedicata allo studio delle proprietà e della propagazione delle onde sonore, del loro comportamento nei diversi media e della loro possibilità di manipolazione. Le sue applicazioni sono fondamentali nel mondo degli strumenti musicali, ma vanno oltre nella nostra vita quotidiana.
- Ottica. È la fisica della luce, dedicata alla comprensione della complessa natura dello spettro elettromagnetico visibile (e invisibile) e dei modi in cui interagisce con la materia: diversi media, materiali riflettenti e prismi. Questa disciplina è nata nell'antichità ma è stata rivoluzionata nei tempi moderni, permettendo la creazione di dispositivi che l'uomo non aveva mai sospettato prima, come microscopi, macchine fotografiche e ottiche correttive (mediche).
- Meccanica dei fluidi. Si concentra sullo studio del movimento dei fluidi e della loro interazione con il loro ambiente. Ciò significa che studia principalmente liquidi e gas, ma anche altre forme complesse di materia che possono fluire, cioè diventare continui.
- Meccanica quantistica. È dedicato allo studio della natura su scale spaziali molto piccole, come atomi e particelle subatomiche. Analizza le loro dinamiche e interazioni ed è il risultato dei progressi della fisica all'inizio del XX secolo che, partiti dai presupposti della meccanica classica, hanno aperto un nuovo campo di studio: il mondo subatomico e la sua possibile manipolazione.
- Teoria del caos. Si concentra sullo studio di sistemi fisici complessi e dinamici, utilizzando le equazioni differenziali di Newton e i contributi di fisici come Lenz (1917-2008), ecc.
altri rami
Inoltre, a causa dell'interazione con altre scienze e discipline, sono nate alcune branche della fisica:
- Geofisica. È il risultato del contatto tra fisica e geologia, dedicato allo studio degli strati interni del nostro pianeta: la sua struttura, dinamica e storia evolutiva, tenendo conto delle ben note leggi fondamentali della materia: gravità, elettromagnetismo, radiazione, ecc. .
- Astrofisica. Si tratta di fisica stellare, cioè fisica applicata allo studio di oggetti visibili o rilevabili nello spazio, come stelle, nebulose o buchi neri. Questa disciplina va di pari passo con l'astronomia e fornisce una grande quantità di informazioni su come funziona lo spazio extraplanetario e quali conclusioni si possono trarre dalle sue osservazioni.
- Chimica fisica. È l'intersezione della scienza delle forze (fisica) e della scienza della materia (chimica). Include lo studio della materia utilizzando concetti fisici.
- Biofisica. Dedicato allo studio degli esseri viventi dal punto di vista della fisica, in particolare a livello di dinamica molecolare, ovvero lo scambio e l'interazione di particelle subatomiche ed energia tra e all'interno degli esseri viventi.
Spero che con queste informazioni tu possa saperne di più sui rami della fisica e sulle loro caratteristiche.