Vad är fysik?

Ordet fysik härstammar från det latinska ordet fysik, som betyder "naturlig sak."

Enligt Oxford English Dictionary definieras fysik som:

Definition av "Fysik" av Oxford English Dictionary

"Vetenskapsgrenen som är upptagen med materiens och energiens natur och egenskaper. Fysikens ämne inkluderar mekanik, värme, ljus och annan strålning, ljud, elektricitet, magnetism och atomernas struktur."

En annan definition av den digitala encyklopedin Microsoft Encarta beskriver fysik som:

Definition av "Fysik" av Microsoft Encarta

En viktig vetenskap som handlar om de grundläggande beståndsdelarna i universum, krafterna de utövar på varandra och de resultat som dessa krafter producerar. Ibland i modern fysik tas en mer sofistikerad strategi som innehåller element av de tre områden som listas ovan; det hänför sig till lagarna om symmetri och bevarande, till exempel de som rör energi, fart, laddning och paritet.

Vad dessa definitioner indikerar är att fysik är en vetenskapsgren som behandlar egenskaperna hos materien och energin och förhållandet mellan dem. Den försöker också förklara den materiella världen och universums naturfenomen.

Omfattningen av fysik är mycket bred och enorm. Det handlar inte bara om de tinnaste partiklarna av atomer, utan också med naturfenomen som galaxen, mjölkvägen, sol- och månförmörkelser och mer. Det är sant att fysik är en vetenskapsgren, men det finns många undergrenar inom fysikområdet. I den här artikeln kommer vi att utforska var och en av dem djup.

Vad är fysikens grenar?

Medan det finns fler grenar som växer upp när vetenskap och teknik utvecklas, finns det i allmänhet 11 grenar av fysik. Dessa är följande.

Fysikfilialer

  1. Klassisk fysik
  2. Modern fysik
  3. Kärnfysik
  4. Atomfysik
  5. Geofysik
  6. Biofysik
  7. Mekanik
  8. Akustik
  9. Optik
  10. Termodynamik
  11. Astrofysik

Fortsätt läsa för att utforska var och en av dessa grenar i djupet.

1. Klassisk fysik

Denna fysikgren handlar främst om lagarna om rörelse och gravitation som beskrivs i Sir Isaac Newton respektive James Clark Maxwells kinetiska teori och termodynamik. Denna gren av fysik handlar mest om materie och energi. Ofta betraktas fysik som dateras före 1900 som klassisk fysik, medan fysik som dateras efter 1900 betraktas som modern fysik.

I klassisk fysik betraktas energi och materia som separata enheter. Akustik, optik, klassisk mekanik och elektromagnetik är traditionellt grenar inom klassisk fysik. Dessutom faller alla fysiska teorier som anses ogiltiga i modern fysik automatiskt under klassisk fysik.

Eftersom Newtons lagar är en av huvuddragen i klassisk fysik, låt oss undersöka dem.

Vad är de tre fysiska lagarna?

De tre fysiska lagarna, som de vanligtvis kallas, är formellt kända som Newtons rörelselagar. De betraktas som grunden för klassisk mekanik. Newtons lagar beskriver rörelsen hos ett organ på vilket krafter kan agera och som kan utöva krafter på andra kroppar.

När vi talar om kroppar, talar vi inte om faktiska mänskliga kroppar (även om mänskliga kroppar kan inkluderas i denna definition), utan om något ämne som en kraft kan agera på. Newtons tre lagar beskrivs nedan.

Newtons Motion Laws (The Three Laws of Physics)

  1. Tröghetslag: En kropp förblir i vila eller i enhetlig rörelse i en rak linje såvida det inte ageras av en kraft.
  2. Kraft = Massa x Acceleration: En kropps hastighet för förändring av fart är proportionell mot kraften som orsakar den.
  3. Åtgärd = Reaktion: När en kraft verkar på en kropp på grund av en annan kropp, verkar en lika och motsatt kraft samtidigt på den kroppen.

De tre fysiska lagarna förklarade (video)

2. Modern fysik

Modern fysik är en gren av fysiken som huvudsakligen handlar om relativitetsteorin och kvantmekanik.

Albert Einstein och Max Plank var pionjärerna inom modern fysik som de första forskarna som introducerade relativitetsteorin respektive kvantmekanik.

I modern fysik betraktas energi och materia inte som separata enheter. Snarare betraktas de som olika former av varandra.

Vilka är de två pelarna i modern fysik?

De två pelarna i modern fysik är följande.

  1. Albert Einsteins relativitetsteori
  2. Max Planks kvantteori.

Vad är relativitetsteorin?

Albert Einsteins relativitetsteori är en av de viktigaste upptäckterna i samtiden och säger att fysikens lagar är desamma för alla icke-accelererande observatörer. Som ett resultat av denna upptäckt kunde Einstein bekräfta att rymden och tiden är sammanvävda i ett enda kontinuum som kallas rymdtid. Som sådan kan händelser som inträffar samtidigt för en observatör inträffa vid olika tidpunkter för en annan.

Einsteins relativitetsteori sammanfattas i formeln:

E = mc ^ 2

I denna ekvation representerar "E" energi, "m" representerar massa och "c" representerar ljusets hastighet.

Einsteins relativitetsteori förklarat (video)

Vad är kvantteori?

Upptäckt av Max Plank 1900, är ​​kvantteorin den teoretiska grunden för modern fysik som förklarar materiens och beteendet hos materie och energi på atom- och subatomär nivå. Ämnes och energis natur och beteende på den nivån kallas ibland kvantfysik och kvantmekanik.

Plankan upptäckte att energi finns i enskilda enheter på samma sätt som materien gör, snarare än bara som en konstant elektromagnetisk våg. Således var energi kvantifierbar. Förekomsten av dessa enheter, kallad kvanta, fungerar som grunden för Planks kvantteori.

3. Kärnfysik

Kärnfysik är en gren av fysik som handlar om beståndsdelar, struktur, beteende och interaktioner hos atomkärnor. Denna fysikgren bör inte förväxlas med atomfysiken, som studerar atomen som helhet, inklusive dess elektroner.

Enligt Microsoft Encarta-encyklopedi definieras kärnfysik som:

"Fysikens gren där atomkärnans struktur, krafter och beteende studeras."

Under modern tid har kärnfysik blivit mycket bred i sitt omfång och tillämpats inom många områden. Det används inom kraftproduktion, kärnvapen, mediciner, magnetisk resonans, bildbehandling, industriella och jordbruksisotoper med mera.

Vem upptäckte kärnfysik?

Kärnfysikens historia som ett distinkt fält från atomfysiken börjar med upptäckten av radioaktivitet av Henri Becquerel 1896. Upptäckten av elektron ett år senare indikerade att atomen hade en inre struktur.

Med detta började studier på kärnorna i atomer, därmed föddes kärnfysik.

Kärnfysiker undersöker bara kärnan, inte atomen som helhet. |

4. Atomfysik

Atomfysik är en gren av fysik som behandlar atomens sammansättning bortsett från kärnan. Det handlar främst om arrangemang och beteende hos elektroner i skalen runt kärnan. Således undersöker atomfysiken mestadels elektroner, joner och neutrala atomer.

Ett av de tidigaste stegen mot atomfysiken var att erkänna att all materia består av atomer. Atomfysikens verkliga början kännetecknas av upptäckten av spektrallinjer och försöket att förklara dem. Detta resulterade i en helt ny förståelse av strukturen hos atomer och hur de beter sig.

5. Geofysik

Geofysik är en gren av fysik som behandlar studiet av jorden. Det handlar främst om jordens form, struktur och sammansättning, men geofysiker studerar också gravitationskraft, magnetfält, jordbävningar, magma och mer.

Geofysik erkändes först som en separat disciplin på 1800-talet, men dess ursprung går tillbaka till forntida tider. De första magnetkompasserna tillverkades av

Alla dessa upptäckter kan inkluderas i fältet geofysik, som definieras som:

"en naturvetenskap som handlar om de fysiska processerna och fysiska egenskaperna för jorden och dess omgivande rymdmiljö och användningen av kvantitativa metoder för deras analys."

Datorsimulering av jordens magnetfält i en period med normal polaritet mellan reverseringar. |

6. Biofysik

Enligt Microsoft Encarta encyklopedi definieras biofysik som:

den tvärvetenskapliga studien av biologiska fenomen och problem med användning av fysikens principer och tekniker.

Biofysik studerar biologiska problem och molekylers struktur i levande organismer med tekniker härledda från fysik. En av de mest banbrytande framstegen med biofysik är upptäckten av strukturen av DNA (Deoxyribonucleic Acid) av James Watson och Francis Crick.

Opinionsundersökning

Fysik är studien av:

  • Matter och energi
  • Matter och arbete
  • Ljus och värme
  • Jorden och astronomin
Se resultat

7. Mekanisk fysik

Mekanisk fysik är en gren av fysik som handlar om rörelse hos materiella föremål under påverkan av krafter.

Ofta kallad mekanik, mekanisk fysik faller under två huvudgrenar:

  • Klassisk mekanik
  • Kvantmekanik

Klassisk mekanik behandlar rörelselagen för fysiska föremål och krafterna som orsakar rörelsen, medan kvantmekanik är fysikens gren som behandlar beteendet hos de minsta partiklarna (dvs. elektroner, neutroner och protoner).

Vilka är de viktigaste grenarna inom mekanik?

Mekanik kan delas upp i åtta undergrenar. Dessa är följande:

  1. Tillämpad mekanik
  2. Himmelsk mekanik
  3. Kontinuummekanik
  4. Dynamik
  5. Kinematik
  6. Kinetik
  7. Statik
  8. Statistisk mekanik

8. Akustik

Ordet "akustik" är härrör från ett grekiskt ord akouen, som betyder "att höra."

Därför kan vi definiera akustik som en gren av fysik som studerar hur ljud produceras, överförs, mottas och kontrolleras. Akustik behandlar också effekterna av ljud i olika medier (dvs. gas, vätska och fasta ämnen).

9. Optik

Optik är en gren av fysik som studerar elektromagnetisk strålning (till exempel ljus och infraröd strålning), dess interaktion med materie och instrument som används för att samla information på grund av dessa interaktioner. Optik inkluderar studier av synen.

Microsoft Encarta encyklopedi definierar optik som:

en gren av fysisk vetenskap som hanterar ljusets propagering och beteende. I allmän mening är ljus den delen av det elektromagnetiska spektrumet som sträcker sig från röntgenstrålar till mikrovågor och inkluderar den strålande energin som ger upplevelsen av visionen.

Vem uppfann optik?

Optik började med skapandet av linser av de forna egypterna och mesopotamierna. Detta följdes upp av teorier om ljus och vision som utvecklats av forntida grekiska filosofer och utvecklingen av geometrisk optik i den grekisk-romerska världen.

Dessa tidigare studier om optik kallas klassisk optik. Studier som kom efter 1900-talet, som vågoptik och kvantoptik, är kända som modern optik.

10. Termodynamik

Termodynamik är en gren av fysik som hanterar värme och temperatur och deras relation till energi och arbete. Beteendet för dessa mängder styrs av de fyra lagarna i termodynamik.

Vem upptäckte termodynamik?

Fältet för termodynamik utvecklades från arbetet med Nicolas L ard Sadi Carnot som trodde att motoreffektivitet var nyckeln som kunde hjälpa Frankrike att vinna Napoleonskrig.

Den skotska fysikern Lord Kelvin var den första som kom med en kortfattad definition av termodynamik. Hans definition sade:

"Termodynamik är föremålet för förhållandet mellan värme och krafter som verkar mellan sammanhängande kroppsdelar och förhållandet mellan värme och elektriskt organ."

Vad är termodynamikens fyra lagar?

De fyra lagarna för termodynamik är som följer.

  1. Om två system är i termisk jämvikt med ett tredje system, är de i termisk jämvikt med varandra. Denna lag hjälper till att definiera begreppet temperatur.
  2. När energi passerar, som arbete, som värme eller med materia, in eller ut från ett system, förändras systemets inre energi i enlighet med lagen om bevarande av energi. Likvärdigt är eviga maskiner av första sort (maskiner som producerar arbete utan energiinmatning) omöjliga.
  3. I en naturlig termodynamisk process ökar summan av entropierna för de samverkande termodynamiska systemen. Likvärdigt är eviga rörelsemaskiner av den andra typen (maskiner som spontant omvandlar termisk energi till mekaniskt arbete) omöjliga.
  4. Systemets entropi närmar sig ett konstant värde när temperaturen närmar sig absolut noll. Med undantag för icke-kristallina fasta ämnen (glasögon) är entropin för ett system vid absolut noll typiskt nära noll och är lika med den naturliga logaritmen för produkten från kvantmarktillstånd.

11. Astrofysik

Ordet "astrofysik" är en kombination av två latin-härledda ord: astro, som betyder "stjärna", och fisis, som betyder "natur . "

Således kan astrofysik definieras som en gren av astronomi som handlar om studiet av universum (dvs stjärnor, galaxer och planeter) med användning av fysikens lagar.

Vad är skillnaden mellan och astrofysiker och en astronom?

Tekniskt sett mäter astronomer bara positionerna och kännetecknen för himmelkroppar, medan astrofysiker använder applikationsfysiken för att förstå astronomi.

Men termerna används nu omväxlande, eftersom alla astronomer använder fysik för att bedriva sin forskning.

© 2015 Muhammad Rafiq