Fizika je egzaktna, teoretska i eksperimentalna znanost koja proučava svojstva materije, energije, vremena i prostora te interakciju između njih. Potražite točnost i preciznost njihovih zaključaka i da li se oni mogu provjeriti eksperimentima.
Objašnjava prirodne pojave kroz zakone, ne uključujući one koji mijenjaju molekularnu strukturu tijela. Usko je povezan s matematikom, oslanja se na nju izraziti proučavanje stvarnosti to vas zaokuplja. S druge strane, uključuje unutar
njegovo područje studija kemije, biologije i elektronike, uz objašnjenje njihovih fenomena.
Fizika proučava pojave materije temeljeći svoje teorije na klasičnoj mehanici, odakle proučava zakone koji upravljaju kretanjem, na klasičnoj elektrodinamici za proučavanje elektromagnetskih naboja, na termodinamici za proučavanje topline i oblika energije., Na kvantnoj mehanici koja proučavati prirodu na ljestvici mali prostor a u statistici za proučavanje učestalosti i vjerojatnosti pojave fizičkih pojava.
Grane klasične fizike
Fizika je za proučavanje stvarnosti podijeljena u tri velike grane koje vam omogućuju proučavanje prirodnih pojava s određenog aspekta stvarnosti, a to su:
- Klasična fizika
- Moderna fizika i
- Suvremena fizika.
Što se smatra klasičnom fizikom?
Klasična fizika obuhvaća studije i teorije prije pojave kvantne mehanike. Također se naziva Newtonovom fizikom jer oslanjati se na Newtonove zakone koji se odnose na kretanje preko predmeta.
Klasična fizika proučava pojave koje imaju brzinu manju od brzine svjetlosti i čije su prostorne skale manje od veličine atoma i molekula.
Klasična fizika obuhvaća sljedeće discipline:
Klasična mehanika:
Znanost koja proučava Newtonove zakone kretanja, pozivajući se na ponašanje vrlo malih fizičkih tijela u mirovanju i pri malim brzinama u odnosu na brzinu svjetlosti.
I klasična mehanika i klasična fizika općenito temelje se na Newtonovim zakonima, posebno na koji se odnosi na kretanje tijela u svemiru.
Termodinamika:
Znanost je odgovorna za opis stanja termodinamičke ravnoteže na makroskopskoj razini. Termodinamika je odgovorna za proučavanje interakcije između topline i drugih oblika energije. Varijable koje koristi za opisivanje različitih situacija su temperatura, tlak, volumen i broj madeža.
Razumije se toplinska ravnoteža ono stanje u kojem su temperature dvaju tijela jednake, s različitim početnim temperaturama i da kada se temperature izjednače, protok topline se obustavlja, a oba tijela postižu gore spomenutu toplinsku ravnotežu.
Kao primjer imamo upotrebu termometra, instrumenta koji određuje vlastitu temperaturu. Da bi se znala temperatura drugog tijela ili tvari, oboje se dovodi u toplinsku ravnotežu. Znajući da su u toplinskoj ravnoteži i tijelo i termometar na istoj temperaturi, temperatura koju pokazuje termometar ujedno će biti i temperatura tijela u usporedbi.
Proučavanje reakcije sustava na promjene u njihovom okruženju korisno je u raznim granama znanosti i inženjerstva ... Evo nekoliko primjena termodinamike:
U inženjerstvu materijala vode prijenosa topline i energije sirovinama za proizvodnju novih materijala. Kao primjer imamo postupak pečenja komadića keramike na visokim temperaturama čija će konačna svojstva ovisiti upravo o temperaturi kojoj je podvrgnut.
Na industrijskoj razini imamo postupak pasterizacije i proizvodnje sira i maslaca pomoću prijenosa topline. U industriji čelika dobivaju se različite vrste čelika stapanjem različitih tvari u peći s izuzetno visokom temperaturom.
Elektromagnetizam:
Električni i magnetski fenomeni proučavaju se i objedinjuju u jednoj teoriji kroz elektromagnetizam. Michael Faraday i James Clerk MaxwelOni su bili prvi izlagači njegova utemeljenja.
Elektromagnetizam se temelji na Maxwellovim četiri vektorske diferencijalne jednadžbe, koje povezuju električna i magnetska polja s njihovim odgovarajućim materijalnim izvorima.
Elektromagnetska teorija uključuje električnu struju, električnu polarizaciju i magnetsku polarizaciju. Makroskopski fizikalni fenomeni koji uključuju električne naboje u stanju mirovanja i kretanja te učinci električnih i magnetskih polja na tekuće, čvrste i plinovite tvari objekti su opisa elektromagnetizma.
Primjeri uporabe elektromagnetizma dokazuju se u električni motori i generatori, koji su uređaji koji se koriste za pretvorbu mehaničke energije u električnu energiju ili obrnuto.
Generator, alternator ili dinamo naziv je za uređaj koji pretvara mehaničku energiju u električnu. Motor je uređaj koji pretvara električnu energiju u mehaničku.
Kao primjer elektromagnetizma imamo kompas. Kretanje igala temelji se na magnetskim principima zemaljskih polova i na električnim principima zbog interakcije i trenja koje generira.
Optika:
Stvaranje elektromagnetskog zračenja, njegova svojstva i njegova interakcija s materijom, posebno njegova manipulacija i upravljanje, ono je što je fizička optika odgovorna za proučavanje.
Svjetlost je raspon elektromagnetskih valnih duljina koje ljudsko oko može opaziti i upravo je optika odgovorna za njegovo proučavanje. Orijentiran je na otkrivanje i primjenu novih pojava. Na temelju toga istraživači koriste i razvijaju izvore svjetlosti u čitavom elektromagnetskom spektru.
Optika je imala utjecaja na instrumentaciju, komunikacije i mjeriteljstvo.
Akustika:
Akustika je grana fizike koja se bavi proučavanjem mehaničkih valova koji se šire kroz tvar u bilo kojem od njezinih stanja (krutina, tekućina ili plin) pomoću fizičkih i matematičkih modela.
Akustika proučava sve što se tiče proizvodnje, prijenosa, pohrane, percepcije ili reprodukcije zvuka. Akustičko inženjerstvo bavi se tehnološkim primjenama akustike.
Kao primjere akustičke fizike možemo navesti:
1. Elektronički uređaji kako bi komunikacija bila učinkovitija.
2. U području medicine bio je učinkovit u stvaranju slika
ljudskog tijela ultrazvukom.
3. Mikrofoni
Dinamika fluida:
Mehanika fluida pod-grana je mehanike kontinuuma koja se bavi proučavanjem kretanja tekućina (tekućina i plinova) i sila koje ih uzrokuju.
U kemijskom, civilnom, industrijskom inženjerstvu, zrakoplovstvu, meteorologiji, brodogradnji i oceanografiji intervencija mehanike fluida je od temeljne važnosti.
Moderna fizika
Ova grana, koja se naziva i kvantna fizika, započela je godine početkom XNUMX. stoljeća. S prijedlogom njemačkog fizičara Maxa Plancka (1858.-1947.) U kojem je objasnio da se u tamnom tijelu zračenje mjeri svjetlošću. Temelji se na kvantnoj teoriji koja se pojavila 1900. godine i teoriji relativnosti 1905.
Albert Einstein, 1905. ojačao je kvantnu teoriju, a 1920. nazvana je kvantna mehanika kao grana fizike. Bavi se pojavama koje se događaju brzinama bliskim brzinama svjetlosti ili čije su prostorne ljestvice reda atoma i molekula.
Proučite karakteristike, ponašanje i zračenje čestica na atomskoj i subatomskoj razini. Kvantna mehanika zajedno s Teorijom relativnosti čine ono što danas nazivamo modernom fizikom.
Suvremena fizika
Njegov se početak nalazi na kraju XNUMX. i na početku XNUMX. stoljeća, to jest da živimo u eri suvremene fizike. Suvremena fizika bavi se proučavanjem složenosti prirode, pojava u nanoskopskim razmjerima i procesa izvan termodinamičke ravnoteže. To je teorija kaosa i turbulencije.