Füüsika on täpne, teoreetiline ja eksperimentaalne teadus, mis uurib aine, energia, aja ja ruumi omadusi ning nende omavahelist vastastikust mõju. Otsige nende järelduste täpsust ja täpsust ning et neid saab katsete abil kontrollida.
See selgitab loodusnähtusi seaduste kaudu, välja arvatud need, mis muudavad kehade molekulaarset struktuuri. See on tihedalt seotud matemaatikaga, see toetub sellele reaalsuse uurimise väljendamiseks mis sind hõivab. Teiselt poolt hõlmab see endas
oma keemia, bioloogia ja elektroonika õppesuuna lisaks nende nähtuste selgitamisele.
Füüsika uurib aine nähtusi, tuginedes oma teooriatele klassikalisele mehaanikale, kust uurib liikumist reguleerivaid seadusi, klassikalist elektrodünaamikat elektromagnetiliste laengute uurimiseks, termodünaamikat soojuse ja energiavormide uurimiseks. Kvantmehaanikas, mis uurige loodust mastaabis väike ruum ja statistikas uurida füüsikaliste nähtuste esinemissagedusi ja tõenäosusi.
Klassikalise füüsika harud
Füüsika on reaalsuse uurimiseks jagatud kolmeks suureks haruks, mis võimaldavad teil uurida loodusnähtusi reaalsuse konkreetsest aspektist, need on:
- Klassikaline füüsika
- Kaasaegne füüsika ja
- Kaasaegne füüsika.
Mida peetakse klassikaliseks füüsikaks?
Klassikaline füüsika hõlmab uuringuid ja teooriaid enne kvantmehaanika tekkimist. Selle tõttu nimetatakse seda ka Newtoni füüsikaks tugineda Newtoni seadustele mis on seotud objektide kohal liikumisega.
Klassikaline füüsika uurib nähtusi, mille kiirus on väiksem kui valguskiirus ja mille ruumiline skaala on väiksem kui aatomite ja molekulide suurus.
Klassikaline füüsika hõlmab järgmisi teadusharusid:
Klassikaline mehaanika:
Teadus, mis uurib Newtoni liikumisseadusi, viidates väga väikeste füüsiliste kehade käitumisele puhkeseisundis ja madalatel kiirustel võrreldes valguse kiirusega.
Nii klassikaline mehaanika kui ka klassikaline füüsika üldiselt põhinevad Newtoni seadustel, eriti viidates kehade liikumisele universumis.
Termodünaamika:
Termodünaamilise tasakaalu seisundite kirjeldamise eest makroskoopilisel tasandil vastutab teadus. Termodünaamika vastutab soojuse ja muude energiavormide koostoime uurimise eest. Muutujad, mida ta erinevate olukordade kirjeldamiseks kasutab, on temperatuur, rõhk, maht ja moolide arv.
Sellest saavad aru termiline tasakaal see seisund, kus kahe keha temperatuurid on võrdsed, erineva algtemperatuuriga ja et kui temperatuurid on võrdsustatud, peatatakse soojusvoo, mõlemad kehad saavutavad eelmainitud termilise tasakaalu.
Näitena kasutame termomeetrit - instrumenti, mis määrab ise temperatuuri. Nii et teise keha või aine temperatuuri teadmiseks pannakse mõlemad termilisse tasakaalu. Teades, et termilises tasakaalus on nii keha kui ka termomeeter samal temperatuuril, on termomeetri abil näidatud temperatuur ka võrreldava keha temperatuur.
Uurimine süsteemide reaktsioonidest keskkonnamuutustele on kasulik paljudes teaduse ja tehnika valdkondades ... Siin on mõned termodünaamika rakendused:
Materjalitehnikas nad juhivad soojus- ja energiaülekanded uute materjalide tootmise toorainele. Näiteks on keraamikatüki kõrgel temperatuuril põletamine, mille lõplikud omadused sõltuvad täpselt temperatuurist, millele see allutati.
Tööstuslikul tasandil toimub meil juustu ja või pastöriseerimine ja valmistamine soojusülekande abil. Terasetööstuses saadakse erinevat tüüpi terasid erinevate ainete sulatamise teel äärmiselt kõrgel temperatuuril töötavatesse ahjudesse.
Elektromagnetism:
Elektrilisi ja magnetilisi nähtusi uuritakse ja ühendatakse elektromagnetismi kaudu ühes teoorias. Michael Faraday ja James Clerk MaxwelTa oli selle asutamise esimesed esindajad.
Elektromagnetism põhineb Maxwelli neljal vektor diferentsiaalvõrrandil, mis seovad elektri- ja magnetväljad vastavate materiaalsete allikatega.
Elektromagnetiline teooria hõlmab elektrivoolu, elektrilist ja magnetilist polarisatsiooni. Elektromagnetismi kirjeldamise objektideks on makroskoopilised füüsikalised nähtused, mis hõlmavad elektrilisi laenguid puhkeseisundis ja liikumisel ning elektri- ja magnetväljade mõju vedelatele, tahketele ja gaasilistele ainetele.
Elektromagnetismi kasutamise näiteid tõendab elektrimootorid ja generaatorid, mis on seadmed, mida kasutatakse mehaanilise energia muundamiseks elektrienergiaks või vastupidi.
Generaator, generaator või dünamo on seade, mis muudab mehaanilise energia elektrienergiaks. Mootor on seade, mis muudab elektrienergia mehaaniliseks energiaks.
Elektromagnetismi näitena meil on kompass. Nõelte liikumine põhineb maa pooluste magnetilistel põhimõtetel ja selle tekitatud vastastikmõjul ja hõõrdumisel elektrilistel põhimõtetel.
Optika:
Füüsiline optika vastutab uurimise eest elektromagnetkiirguse tekitamise, selle omaduste ja koostoimega ainega, eriti manipuleerimise ja juhtimisega.
Valgus on elektromagnetiliste lainepikkuste vahemik, mida inimsilm suudab tajuda ja selle uurimise eest vastutab just optika. See on suunatud uute nähtuste avastamisele ja rakendamisele. Selle põhjal kasutavad ja arendavad teadlased valgusallikaid kogu elektromagnetilises spektris.
Optikal on olnud mõju mõõteriistadele, kommunikatsioonile ja metroloogiale.
Akustika:
Akustika on füüsika haru, mis tegeleb füüsikaliste ja matemaatiliste mudelite abil mis tahes selle olekus (tahke, vedel või gaasiline) aine kaudu levivate mehaaniliste lainete uurimisega.
Akustika uurib kõike, mis puudutab heli tootmist, edastamist, salvestamist, tajumist või taasesitamist. Akustikatehnika tegeleb akustika tehnoloogiliste rakendustega.
Akustilise füüsika näidetena võime tuua:
1. Elektroonilised seadmed suhtluse tõhustamiseks.
2. Meditsiini valdkonnas on see olnud piltide loomisel tõhus
inimkeha ultraheli abil.
3. Mikrofonid
Vedeliku dünaamika:
Vedelikumehaanika on kontiinummehaanika alamharu, mis tegeleb vedelike (vedelike ja gaaside) liikumise ning neid põhjustavate jõudude uurimisega.
Keemia-, tsiviilehituses, tööstuses, lennunduses, meteoroloogias, laevaehituses ja okeanograafias on vedeliku mehaanika sekkumine ülimalt oluline.
Kaasaegne füüsika
See haru, mida nimetatakse ka kvantfüüsikaks, algas aastal XNUMX. sajandi algus. Saksa füüsiku Max Plancki (1858–1947) ettepanekuga, milles ta selgitas, et pimedas kehas mõõdetakse kiirgust valgusega. See põhineb 1900. aastal tekkinud kvantteoorial ja 1905. aastal relatiivsusteoorial.
Albert Einstein kinnitas aastal 1905 kvantteooriat ja 1920. aastal nimetati seda füüsikaharuks kvantmehaanikaks. See käsitleb nähtusi, mis esinevad valguse omale lähedasel kiirusel või mille ruumilised skaalad on aatomite ja molekulide järjekorras.
Uurige omadusi, käitumist ja osakeste kiirgus aatomi ja subatoomilisel tasandil. Kvantmehaanika koos relatiivsusteooriaga moodustavad selle, mida me nüüd nimetame tänapäevaseks füüsikaks.
Kaasaegne füüsika
Selle algus asub XNUMX. sajandi lõpus ja XNUMX. sajandi alguses, see tähendab, et me elame kaasaegse füüsika ajastul. Kaasaegne füüsika tegeleb looduse, nähtuste nanoskoopilises skaalas ja väljaspool termodünaamilist tasakaalu toimuvate protsesside uurimisega. See on kaose ja turbulentsi teooria.