La física es una disciplina científica perteneciente a las llamadas ciencias naturales o «puras», con antecedentes que se remontan a la época clásica. Junto con la química y la biología, ha cambiado profundamente la forma en que los humanos entendemos y procesamos el mundo que nos rodea. Existen diferentes ramas de la física que se pueden estudiar junto con esta ciencia.
En este artículo vamos a contarte cuáles son las diferentes ramas de la física, sus características y qué estudia.
Física y química
La química estudia la composición de la materia y los seres vivos, la biología y la física se dedica al estudio y descripción científica de las fuerzas fundamentales que gobiernan el universo. Con base en el estudio de estas fuerzas y los puntos de contacto de ese estudio con otras áreas científicas y disciplinarias, la física se divide en muchas ramas o campos, cada uno con su propio nombre y objetivos. Por ejemplo, puedes aprender más sobre modelos atómicos que son esenciales para la comprensión de la materia.
Sin embargo, dado que la física es una de las ciencias más antiguas, y dado que no siempre existieron otras disciplinas que existen hoy en día, es común distinguir tres grandes momentos, o tres grandes perspectivas, que contiene el estudio de la física.
Ramas de la física
- Física clásica. Su trasfondo proviene de la antigüedad clásica, especialmente de la antigua Grecia, y se centra en los fenómenos del universo donde la velocidad es menor que la velocidad de la luz y la escala espacial es mayor que los átomos y las moléculas. Sus principios se basan en la mecánica clásica o mecánica newtoniana, ya que Isaac Newton (1642-1727) fue uno de los grandes pensadores. Este enfoque se relaciona estrechamente con la geología en el sentido de comprender los movimientos de la materia en la Tierra.
- Física moderna. Sus orígenes se remontan a finales del siglo XIX y principios del XX, y gracias a las investigaciones de Max Planck (1858-1947) y Albert Einstein (1879-1955), se modificaron profundamente los diferentes conceptos de la física clásica: la relatividad especial. y la relatividad general.
- Física contemporánea. Las vertientes más innovadoras, cuyos puntos de partida se sitúan a finales del siglo XX y principios del XXI, se dedican a la descripción funcional de sistemas no lineales, procesos fuera del equilibrio termodinámico y, a menudo, las tendencias más vanguardistas y complejas en torno al universo inobservable. Esto a menudo puede llevar a estudios sobre cambio climático.
Variantes de las ramas de la física
Durante estos tres momentos, la física ha ido acumulando campos de estudio, cada uno de los cuales inician o engloba una de las denominadas ramas de la física:
- Mecánica clásica. Se centra en el concepto de moverse a velocidades por debajo de la velocidad de la luz y el comportamiento macroscópico de los objetos, y se caracteriza por tratar el tiempo como un concepto inmutable y el universo como una entidad definida. En general, se compone de la mecánica vectorial, los resultados de las investigaciones de Isaac Newton y sus leyes del movimiento, y la mecánica analítica de carácter abstracto y matemático, cuyo iniciador se considera Gottfried Leibniz (1646-1716). La geomorfología también tiene que ver con entender movimientos y cambios en la superficie terrestre.
- Termodinámica. Dedicado al estudio del balance de energía de los sistemas macroscópicos, sus procesos de transferencia de calor y energía, la forma de energía y cómo se utiliza para realizar trabajo.
- Electromagnetismo. Es la rama de la física que estudia la electricidad y el magnetismo y lo hace de forma unificada, es decir, por una misma y única teoría. Esto significó que se interesó por los fenómenos de los campos eléctricos y magnéticos y su correspondencia e interacción, teniendo en cuenta la luz. Sus orígenes se remontan a los estudios de Michel Faraday (1791-1867) y James Clerk Maxwell (1831-1879). Para más información, puedes consultar el tema de espectroscopia.
- Acústica. Este es el nombre de la física del sonido, dedicada al estudio de las propiedades y propagación de las ondas sonoras, su comportamiento en diferentes medios y su posibilidad de manipulación. Sus aplicaciones son fundamentales en el mundo de los instrumentos musicales, pero van más allá en nuestra vida cotidiana.
- Óptica. Es la física de la luz, dedicada a comprender la naturaleza compleja del espectro electromagnético visible (e invisible) y las formas en que interactúa con la materia: diferentes medios, materiales reflectantes y prismas. Esta disciplina surgió en la antigüedad pero se ha revolucionado en los tiempos modernos, permitiendo la creación de dispositivos que el ser humano nunca antes había sospechado, como microscopios, cámaras y óptica correctiva (médica).
- Mecánica de fluidos. Se centra en el estudio del movimiento de los fluidos y su interacción con su entorno. Esto significa que estudia principalmente líquidos y gases, pero también otras formas complejas de materia que pueden fluir, es decir, convertirse en continuos.
- Mecánica cuántica. Se dedica al estudio de la naturaleza a escalas espaciales muy pequeñas, como los átomos y las partículas subatómicas. Analiza su dinámica e interacciones y es fruto de los avances de la física de principios del siglo XX que partieron de los supuestos de la mecánica clásica y abrieron un nuevo campo de estudio: el mundo subatómico y su posible manipulación. Además, puedes consultar más sobre qué es la física cuántica para entender sus principios.
- Teoría del caos. Se centra en el estudio de sistemas físicos complejos y dinámicos, utilizando las ecuaciones diferenciales de Newton y las aportaciones de físicos como Lenz (1917-2008), etc.
Otras ramas
Además, debido a la interacción con otras ciencias y disciplinas, han nacido algunas ramas de la física:
- Geofísica. Es el resultado del contacto entre la física y la geología, dedicada al estudio de las capas internas de nuestro planeta: su estructura, dinámica e historia evolutiva, teniendo en cuenta las conocidas leyes fundamentales de la materia: gravedad, electromagnetismo, radiación, etc. Esta conexión es esencial para entender el comportamiento de nuestro planeta en el campo de la hidrogeología.
- Astrofísica. Se trata de física estelar, es decir, física aplicada al estudio de objetos visibles o detectables en el espacio exterior, como estrellas, nebulosas o agujeros negros. Esta disciplina va de la mano de la astronomía y proporciona una gran cantidad de información sobre cómo funciona el espacio extraplanetario y qué conclusiones se pueden extraer de sus observaciones. Para más información, puedes explorar observatorios astronómicos.
- Físicoquímica. Es la intersección de la ciencia de las fuerzas (física) y la ciencia de la materia (química). Incluye el estudio de la materia utilizando conceptos físicos.
- Biofísica. Dedicado al estudio de los seres vivos desde la perspectiva de la física, especialmente a nivel de dinámica molecular, es decir, el intercambio e interacción de partículas subatómicas y energía entre y dentro de los seres vivos.
Espero que con esta información puedan conocer más sobre las ramas de la física y sus características.