Fysiikka on tarkka, teoreettinen ja kokeellinen tiede, joka tutkii aineen, energian, ajan ja tilan ominaisuuksia ja niiden välistä vuorovaikutusta. Etsi niiden johtopäätösten tarkkuus ja tarkkuus ja että ne voidaan todentaa kokeiden avulla.
Se selittää luonnonilmiöitä lakien kautta, lukuun ottamatta niitä, jotka muuttavat kappaleiden molekyylirakennetta. Se liittyy läheisesti matematiikkaan, se luottaa siihen ilmaista todellisuuden tutkiminen joka vie sinut. Toisaalta se sisältää myös
hänen kemian, biologian ja elektroniikan opintoalansa selittäen niiden ilmiöitä.
Fysiikka tutkii aineen ilmiöitä perustamalla teoriansa klassiseen mekaniikkaan, josta se tutkii liikettä sääteleviä lakeja, klassista elektrodynamiikkaa sähkömagneettisten varausten tutkimiseen, termodynamiikkaa lämmön ja energiamuotojen tutkimiseen., Kvanttimekaniikassa, joka opiskele luontoa mittakaavassa pieni tila ja tilastoissa tutkimaan fyysisten ilmiöiden esiintymistiheyksiä ja todennäköisyyksiä.
Klassisen fysiikan alat
Fysiikka todellisuuden tutkimista varten on jaettu kolmeen suureen osaan, joiden avulla voit tutkia luonnonilmiöitä todellisuuden tietystä näkökulmasta. Ne ovat:
- Klassinen fysiikka
- Moderni fysiikka ja
- Nykyaikainen fysiikka.
Mitä pidetään klassisena fysiikkana?
Klassinen fysiikka käsittää tutkimukset ja teoriat ennen kvanttimekaniikan syntymistä. Sitä kutsutaan myös Newtonin fysiikaksi luottaa Newtonin lakeihin esineiden yli liikkumisesta.
Klassinen fysiikka tutkii ilmiöitä, joiden nopeus on pienempi kuin valon nopeus ja joiden avaruusaste on pienempi kuin atomien ja molekyylien koko.
Klassinen fysiikka käsittää seuraavat tieteenalat:
Klassinen mekaniikka:
Tiede, joka tutkii Newtonin liikesääntöjä viitaten hyvin pienten fyysisten kappaleiden käyttäytymiseen levossa ja pienillä nopeuksilla suhteessa valon nopeuteen.
Sekä klassinen mekaniikka että klassinen fysiikka yleensä perustuvat Newtonin lakeihin, erityisesti viitaten kehojen liikkumiseen maailmankaikkeudessa.
Termodynamiikka:
Tiede on vastuussa termodynaamisen tasapainon tilojen kuvaamisesta makroskooppisella tasolla. Termodynamiikka on vastuussa lämmön ja muun energiamuodon vuorovaikutuksen tutkimisesta. Muuttujat, joita hän käyttää kuvaamaan erilaisia tilanteita, ovat lämpötila, paine, tilavuus ja moolien lukumäärä.
Se ymmärretään terminen tasapaino se tila, jossa kahden ruumiin lämpötilat ovat samat, erilaisilla alkulämpötiloilla ja että kun lämpötilat on tasaantunut, lämmön virtaus keskeytyy, jolloin molemmat kappaleet saavuttavat edellä mainitun lämpötasapainon.
Esimerkkinä käytämme lämpömittaria, instrumenttia, joka määrittää oman lämpötilan. Joten toisen ruumiin tai aineen lämpötilan tuntemiseksi molemmat asetetaan termiseen tasapainoon. Kun tiedetään, että lämpötasapainossa sekä keho että lämpömittari ovat samassa lämpötilassa, lämpömittarin osoittama lämpötila on myös vertailtavan ruumiin lämpötila.
Tutkimus järjestelmien reaktiosta ympäristöympäristön muutoksiin on hyödyllinen monilla eri tieteen ja tekniikan aloilla ... Tässä on joitain termodynamiikan sovelluksia:
Materiaalitekniikassa he hoitavat lämmön ja energian siirrot raaka-aineisiin uusien materiaalien valmistamiseksi. Esimerkkinä on keraamisen kappaleen korkeassa lämpötilassa polttaminen, jonka lopulliset ominaisuudet riippuvat tarkalleen siitä lämpötilasta, jolle se altistettiin.
Teollisella tasolla meillä on juustojen ja voin pastörointi ja valmistus lämmönsiirron avulla. Terästeollisuudessa erilaista terästä saadaan sulattamalla erilaisia aineita erittäin korkean lämpötilan uuneihin.
Sähkömagneetti:
Sähköisiä ja magneettisia ilmiöitä tutkitaan ja yhdistetään yhdessä teoriassa sähkömagneettisuuden avulla. Michael Faraday ja James Clerk MaxwelHän oli sen perustamisen ensimmäiset edustajat.
Sähkömagnetismi perustuu Maxwellin neljään vektori-differentiaaliyhtälöön, jotka liittyvät sähkö- ja magneettikentät vastaaviin materiaalilähteisiin.
Sähkömagneettinen teoria sisältää sähkövirran, sähköpolarisaation ja magneettisen polarisaation. Makroskooppiset fysikaaliset ilmiöt, joihin sisältyy sähkövarauksia lepotilassa ja liikkeessä, sekä magneettisten ja sähköisten kenttien vaikutukset nestemäisiin, kiinteisiin ja kaasumaisiin aineisiin ovat sähkömagneettisuuden kuvauksen kohteita.
Esimerkkejä sähkömagnetismin käytöstä on todistettu sähkömoottorit ja generaattorit, jotka ovat laitteita, joita käytetään mekaanisen energian muuntamiseen sähköenergiaksi tai päinvastoin.
Generaattori, laturi tai dynamo on nimi, joka annetaan laitteelle, joka muuntaa mekaanisen energian sähköenergiaksi. Moottori on laite, joka muuntaa sähköenergian mekaaniseksi energiaksi.
Esimerkkinä sähkömagnetismista meillä on kompassi. Neulojen liike perustuu maapolvien magneettisiin periaatteisiin ja sähköisiin periaatteisiin sen synnyttämän vuorovaikutuksen ja kitkan vuoksi.
Optiikka:
Fysikaalinen optiikka on vastuussa sähkömagneettisen säteilyn muodostumisesta, sen ominaisuuksista ja vuorovaikutuksesta aineen kanssa, erityisesti sen manipuloinnista ja ohjauksesta.
Valo on sähkömagneettisten aallonpituuksien alue, jonka ihmissilmä voi havaita, ja juuri optiikka on vastuussa sen tutkimuksesta. Se on suunnattu uusien ilmiöiden löytämiseen ja soveltamiseen. Sen perusteella tutkijat käyttävät ja kehittävät valonlähteitä koko sähkömagneettisella spektrillä.
Optiikalla on ollut vaikutusta instrumentointiin, viestintään ja metrologiaan.
Akustiikka:
Akustiikka on fysiikan ala, joka käsittelee aineen läpi missä tahansa sen tilassa (kiinteässä, nestemäisessä tai kaasumaisessa tilassa) leviävät mekaaniset aallot fysikaalisten ja matemaattisten mallien avulla.
Akustiikka tutkii kaikkea äänen tuotantoon, siirtoon, varastointiin, havaitsemiseen tai toistamiseen liittyviä asioita. Akustinen suunnittelu käsittelee akustiikan teknisiä sovelluksia.
Esimerkkeinä akustisesta fysiikasta voimme mainita:
1. Elektroniset laitteet viestinnän tehostamiseksi.
2. Lääketieteen alalla se on ollut tehokas kuvien luomisessa
ihmiskehon ultraäänellä.
3. Mikrofonit
Neste dynamiikkaa:
Nestemekaniikka on jatkumomekaniikan osa-alue, joka tutkii nesteiden (nesteiden ja kaasujen) liikettä ja niitä aiheuttavia voimia.
Kemian-, siviili-, teollisuustekniikassa, ilmailussa, meteorologiassa, laivanrakennuksessa ja merentutkimuksessa nestemekaniikan puuttuminen on perustavanlaatuista.
Moderni fysiikka
Tämä haara, jota kutsutaan myös kvanttifysiikaksi, alkoi XNUMX-luvun alku. Saksalaisen fyysikon Max Planckin (1858-1947) ehdotuksella, jossa hän selitti, että pimeässä kehossa säteily mitataan valolla. Se perustuu vuonna 1900 syntyneeseen kvanttiteoriaan ja suhteellisuusteoriaan vuonna 1905.
Albert Einstein vahvisti vuonna 1905 kvanttiteoriaa ja vuonna 1920 sitä kutsuttiin kvanttimekaniikaksi fysiikan haarana. Se käsittelee ilmiöitä, jotka tapahtuvat lähellä valon nopeutta tai joiden avaruusasteet ovat atomien ja molekyylien luokkaa.
Tutki ominaisuuksia, käyttäytymistä ja hiukkassäteily atomi- ja subatomisella tasolla. Kvanttimekaniikka yhdessä suhteellisuusteorian kanssa muodostaa sen, mitä nyt kutsumme moderniksi fysiikaksi.
Nykyaikainen fysiikka
Sen alku sijaitsee XNUMX-luvun lopulla ja XNUMX-luvun alussa, eli elämme nykyaikaisen fysiikan aikakaudella. Nykyaikainen fysiikka käsittelee luonnon monimutkaisuuden, ilmiöiden nanoskooppisen mittakaavan ja termodynaamisen tasapainon ulkopuolisten prosessien tutkimista. Se on kaaoksen ja turbulenssin teoria.