Fysikk er en eksakt, teoretisk og eksperimentell vitenskap som studerer egenskapene til materie, energi, tid og rom og samspillet mellom dem. Se etter nøyaktigheten og presisjonen i konklusjonene, og at disse kan verifiseres gjennom eksperimenter.
Det forklarer naturfenomener gjennom lover, ikke inkludert de som endrer kroppens molekylære struktur. Det er nært knyttet til matematikk, det er avhengig av det å uttrykke studiet av virkeligheten som opptar deg. På den annen side inkluderer det innenfor
sitt fagfelt til kjemi, biologi og elektronikk, i tillegg til å forklare fenomenene deres.
Fysikk studerer fenomenet materie som baserer sine teorier på klassisk mekanikk, hvorfra det studerer lovene som styrer bevegelse, på klassisk elektrodynamikk for studiet av elektromagnetiske ladninger, på termodynamikk for studiet av varme og energiformer., I kvantemekanikk som studere naturen i skalaer liten plass og i statistikk for å studere frekvenser og sannsynlighet for forekomst av fysiske fenomener.
Grener av klassisk fysikk
Fysikk, for studiet av virkeligheten, er delt inn i tre store grener som lar deg studere naturfenomener fra et bestemt aspekt av virkeligheten, de er:
- Klassisk fysikk
- Moderne fysikk og
- Samtidsfysikk.
Hva regnes som klassisk fysikk?
Klassisk fysikk består av studier og teorier før kvantemekanikken kom fram. Det kalles også Newtonsk fysikk fordi stole på Newtons lover knyttet til bevegelse over gjenstander.
Klassisk fysikk studerer fenomener som har en hastighet som er mindre enn lysets hastighet, og hvis romlige skalaer er mindre enn størrelsen på atomer og molekyler.
Klassisk fysikk består av følgende fagområder:
Klassisk mekanikk:
Vitenskap som studerer Newtons bevegelseslover, og refererer til oppførselen til veldig små fysiske kropper i hvile og ved lave hastigheter i forhold til lysets hastighet.
Både klassisk mekanikk og klassisk fysikk generelt er basert på Newtons lover, spesielt på med henvisning til kroppens bevegelse i universet.
Termodynamikk:
Det er vitenskapen som er ansvarlig for beskrivelsen av tilstandene til termodynamisk likevekt på makroskopisk nivå. Termodynamikk er ansvarlig for å studere samspillet mellom varme og andre energiformer. Variablene han bruker for å beskrive forskjellige situasjoner er temperatur, trykk, volum og antall mol.
Det blir forstått av termisk likevekt den tilstanden der temperaturene i to legemer er like, med forskjellige starttemperaturer og at når temperaturene er likestilt, blir varmestrømmen suspendert, og begge legemene når den ovennevnte termiske likevekten.
Som et eksempel har vi bruk av termometeret, et instrument som bestemmer sin egen temperatur. Så for å kjenne temperaturen til et annet legeme eller stoff, blir begge satt i termisk likevekt. Å vite at både kropp og termometer er i samme temperatur i termisk likevekt, vil temperaturen som er angitt av termometeret også være temperaturen til kroppen under sammenligning.
Studiet av systemers reaksjon på endringer i miljøet er nyttig i et bredt spekter av vitenskaps- og ingeniørgrener ... Her er noen av anvendelsene av termodynamikk:
I materialteknikk kjører de varme- og energioverføringer til råvarer for produksjon av nye materialer. Som et eksempel har vi høytemperaturfyringsprosessen til et stykke keramikk hvis endelige egenskaper vil avhenge nøyaktig av temperaturen det ble utsatt for.
På industrielt nivå har vi prosessen med pasteurisering og produksjon av ost og smør ved hjelp av varmeoverføring. I stålindustrien oppnås forskjellige typer stål ved å smelte forskjellige stoffer i ekstremt høye temperaturovner.
Elektromagnetisme:
Elektriske og magnetiske fenomener studeres og forenes i en enkelt teori gjennom elektromagnetisme. Michael Faraday og James Clerk MaxwelHan var de første eksponentene for grunnleggelsen.
Elektromagnetisme er basert på Maxwells fire vektordifferensialligninger, som relaterer elektriske og magnetiske felt til deres respektive materialkilder.
Elektromagnetisk teori inkluderer elektrisk strøm, elektrisk polarisering og magnetisk polarisering. Makroskopiske fysiske fenomener som involverer elektriske ladninger i hvile og i bevegelse og effekten av magnetiske og elektriske felt på flytende, faste og gassformige stoffer er gjenstander for beskrivelsen av elektromagnetisme.
Eksempler på bruk av elektromagnetisme fremgår av elektriske motorer og generatorer, som er enheter som brukes til konvertering av mekanisk energi til elektrisk energi eller omvendt.
Generator, generator eller dynamo er navnet på enheten som konverterer mekanisk energi til elektrisk energi. Motor er enheten som forvandler elektrisk energi til mekanisk energi.
Som et eksempel på elektromagnetisme vi har kompasset. Bevegelsen til nålene er basert på de magnetiske prinsippene til jordpolene og på elektriske prinsipper på grunn av samspillet og friksjonen den genererer.
Optikken:
Generasjonen av elektromagnetisk stråling, dens egenskaper og interaksjon med materie, spesielt dens manipulasjon og kontroll, er hva fysisk optikk er ansvarlig for å studere.
Lys er rekkevidden av elektromagnetiske bølgelengder som menneskets øye kan oppfatte, og det er nettopp optikk som er ansvarlig for studien. Den er orientert mot oppdagelsen og anvendelsen av nye fenomener. Basert på det, bruker og utvikler forskerne lyskilder over hele det elektromagnetiske spekteret.
Optikk har hatt innvirkning på instrumentering, kommunikasjon og metrologi.
Akustikk:
Akustikk er en gren av fysikk som arbeider med å studere de mekaniske bølgene som forplantes gjennom materie i noen av dens tilstander (fast, væske eller gass) ved hjelp av fysiske og matematiske modeller.
Akustikk studerer alt som gjelder produksjon, overføring, lagring, persepsjon eller reproduksjon av lyd. Akustisk ingeniørfag håndterer de teknologiske anvendelsene av akustikk.
Som eksempler på akustisk fysikk kan vi sitere:
1. Elektroniske enheter for å gjøre kommunikasjonen mer effektiv.
2. Innen medisin har det vært effektivt å lage bilder
av menneskekroppen ved ultralyd.
3. Mikrofonene
Væskedynamikk:
Væskemekanikk er en undergren av kontinuummekanikk som tar for seg studiet av bevegelse av væsker (væsker og gasser) og kreftene som forårsaker dem.
Innen kjemisk, sivil, industriell ingeniørfag, luftfart, meteorologi, skipsbygging og oseanografi er intervensjonen av væskemekanikk av grunnleggende betydning.
Moderne fysikk
Denne grenen, også kalt kvantefysikk, begynte kl tidlig på XNUMX-tallet. Med forslaget til den tyske fysikeren Max Planck (1858-1947) hvor han forklarte at i en mørk kropp måles stråling av lys. Den er basert på kvanteteorien som dukket opp i 1900 og relativitetsteorien i 1905.
Albert Einstein, i 1905 forsterket kvanteteorien, og i 1920 ble den kalt kvantemekanikk som en gren av fysikken. Den tar for seg fenomener som oppstår i hastigheter nær lysets, eller hvis romlige skalaer er i størrelsesorden atomer og molekyler.
Studer kjennetegn, oppførsel og partikkelstråling på atom- og subatomært nivå. Kvantemekanikk sammen med relativitetsteorien utgjør det vi nå kaller moderne fysikk.
Samtidsfysikk
Begynnelsen ligger på slutten av det XNUMX. århundre og begynnelsen av det XNUMX. århundre, det vil si at vi lever i en tid med moderne fysikk. Samtidsfysikk handler om å studere kompleksiteten i naturen, fenomener i nanoskopisk skala og prosesser utenfor termodynamisk likevekt. Det er teorien om kaos og turbulens.