Fizyka jest dyscypliną naukową należącą do tzw. nauk przyrodniczych lub „czystych”, której korzenie sięgają czasów klasycznych. Wraz z chemią i biologią gruntownie zmienił sposób, w jaki my, ludzie, rozumiemy i przetwarzamy otaczający nas świat. Są różne gałęzie fizyki które można studiować razem z tą nauką.
W tym artykule opowiemy o różnych gałęziach fizyki, ich charakterystyce i tym, czego się uczą.
Fizyka i chemia
Chemia bada skład materii i organizmów żywych, biologię i fizykę jest poświęcony badaniu i naukowemu opisowi podstawowych sił rządzących wszechświatem. W oparciu o badanie tych sił i punkty styku tych badań z innymi dziedzinami naukowymi i dyscyplinarnymi, fizyka jest podzielona na wiele gałęzi lub dziedzin, z których każda ma własną nazwę i cele.
Ponieważ jednak fizyka jest jedną z najstarszych nauk, a inne dyscypliny, które istnieją dzisiaj, nie zawsze istniały, powszechnie wyróżnia się trzy wielkie momenty lub trzy wielkie perspektywy, które zawiera badanie fizyki.
Oddziały fizyki
- fizyka klasyczna. Jego tło wywodzi się z klasycznej starożytności, zwłaszcza starożytnej Grecji, i koncentruje się na zjawiskach we wszechświecie, w których prędkość jest mniejsza niż prędkość światła, a skala przestrzenna jest większa niż atomy i cząsteczki. Jej zasady opierają się na mechanice klasycznej lub mechanice Newtona, ponieważ Izaak Newton (1642-1727) był jednym z wielkich myślicieli.
- Nowoczesna fizyka. Jej początki sięgają końca XIX i początku XX wieku, a dzięki badaniom Maxa Plancka (1858-1947) i Alberta Einsteina (1879-1955) różne koncepcje fizyki klasycznej zostały głęboko zmodyfikowane: szczególna teoria względności. i ogólnej teorii względności.
- Fizyka współczesna. Najbardziej nowatorskie nurty, których punkt wyjścia przypada na koniec XX i początek XXI wieku, poświęcone są funkcjonalnemu opisowi układów nieliniowych, procesom poza równowagą termodynamiczną oraz często najbardziej awangardowym i złożone trendy wokół nieobserwowalnego wszechświata.
Warianty gałęzi fizyki
W ciągu tych trzech momentów fizyka zgromadziła kierunki studiów, z których każdy inicjuje lub obejmuje jedną z tak zwanych gałęzi fizyki:
- Klasyczna mechanika. Koncentruje się na koncepcji poruszania się z prędkościami poniżej prędkości światła i makroskopowym zachowaniu obiektów i charakteryzuje się traktowaniem czasu jako niezmiennej koncepcji, a wszechświata jako określonej całości. Generalnie składa się na nią mechanika wektorowa, wyniki badań Izaaka Newtona i jego prawa ruchu oraz mechanika analityczna o charakterze abstrakcyjno-matematycznym, której inicjatorem jest Gottfried Leibniz (1646-1716).
- Termodynamika. Poświęcony badaniu bilansu energetycznego układów makroskopowych, zachodzących w nich procesów wymiany ciepła i energii, postaci energii i jej wykorzystania do wykonywania pracy.
- Elektromagnetyzm. Jest to gałąź fizyki, która bada elektryczność i magnetyzm i robi to w ujednolicony sposób, to znaczy na podstawie tej samej i unikalnej teorii. Spowodowało to, że zainteresował się zjawiskami pól elektrycznych i magnetycznych oraz ich odpowiednikami i interakcjami z uwzględnieniem światła. Jej początki sięgają badań Michela Faradaya (1791-1867) i Jamesa Clerka Maxwella (1831-1879).
- Akustyka. Tak nazywa się fizyka dźwięku, zajmująca się badaniem właściwości i rozchodzenia się fal dźwiękowych, ich zachowaniem w różnych ośrodkach oraz możliwością manipulacji nimi. Jego zastosowania są fundamentalne w świecie instrumentów muzycznych, ale idą dalej w naszym codziennym życiu.
- Optyka. Jest to fizyka światła, poświęcona zrozumieniu złożonej natury widzialnego (i niewidzialnego) widma elektromagnetycznego oraz sposobów, w jakie oddziałuje ono z materią: różnymi mediami, materiałami odblaskowymi i pryzmatami. Dyscyplina ta powstała w starożytności, ale została zrewolucjonizowana w czasach nowożytnych, umożliwiając tworzenie urządzeń, których ludzie nigdy wcześniej nie podejrzewali, takich jak mikroskopy, aparaty fotograficzne i optyka korekcyjna (medyczna).
- Mechanika płynów. Koncentruje się na badaniu ruchu płynów i ich interakcji z otoczeniem. Oznacza to, że bada głównie ciecze i gazy, ale także inne złożone formy materii, które mogą płynąć, czyli stawać się continuami.
- Mechanika kwantowa. Jest przeznaczony do badania przyrody w bardzo małych skalach przestrzennych, takich jak atomy i cząstki subatomowe. Analizuje ich dynamikę i interakcje i jest wynikiem postępu fizyki na początku XX wieku, który wyszedł z założeń mechaniki klasycznej i otworzył nowy obszar badań: świat subatomowy i możliwe manipulacje nim.
- Teoria chaosu. Koncentruje się na badaniu złożonych i dynamicznych układów fizycznych, wykorzystując równania różniczkowe Newtona i wkład fizyków, takich jak Lenz (1917-2008) itp.
inne gałęzie
Ponadto w wyniku interakcji z innymi naukami i dyscyplinami narodziły się niektóre gałęzie fizyki:
- Geofizyka. Jest wynikiem kontaktu fizyki i geologii, poświęconego badaniu wewnętrznych warstw naszej planety: jej struktury, dynamiki i historii ewolucji, z uwzględnieniem dobrze znanych podstawowych praw materii: grawitacji, elektromagnetyzmu, promieniowania itp. .
- Astrofizyka. Chodzi o fizykę gwiazd, czyli fizykę stosowaną do badania widocznych lub wykrywalnych obiektów w przestrzeni kosmicznej, takich jak gwiazdy, mgławice czy czarne dziury. Dyscyplina ta idzie w parze z astronomią i dostarcza wielu informacji o tym, jak działa przestrzeń pozaplanetarna i jakie wnioski można wyciągnąć z jej obserwacji.
- Chemia fizyczna. Jest to skrzyżowanie nauki o siłach (fizyka) i nauki o materii (chemia). Obejmuje badanie materii za pomocą pojęć fizycznych.
- Biofizyka. Poświęcony badaniu istot żywych z perspektywy fizyki, zwłaszcza na poziomie dynamiki molekularnej, czyli wymiany i interakcji cząstek subatomowych i energii między żywymi istotami i wewnątrz nich.
Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom dowiesz się więcej o gałęziach fizyki i ich charakterystyce.