Fizyka jest nauką ścisłą, teoretyczną i eksperymentalną, która bada właściwości materii, energii, czasu i przestrzeni oraz wzajemne oddziaływanie między nimi. Poszukaj dokładności i precyzji w swoich wnioskach i sprawdź, czy można je zweryfikować za pomocą eksperymentów.
Wyjaśnia zjawiska naturalne za pomocą praw, nie licząc tych, które modyfikują molekularną strukturę ciał. Jest ściśle powiązany z matematyką, na niej się opiera wyrazić studium rzeczywistości to cię zajmuje. Z drugiej strony zawiera w sobie
jego kierunek studiów to chemia, biologia i elektronika, a także wyjaśnianie ich zjawisk.
Fizyka bada zjawiska materii, opierając swoje teorie na mechanice klasycznej, z której bada prawa rządzące ruchem, na klasycznej elektrodynamice do badania ładunków elektromagnetycznych, na termodynamice do badania ciepła i form energii, w mechanice kwantowej, która studiować przyrodę w skalach mała przestrzeń oraz w statystyce do badania częstotliwości i prawdopodobieństwa wystąpienia zjawisk fizycznych.
Działy fizyki klasycznej
Fizyka do badania rzeczywistości jest podzielona na trzy duże gałęzie, które pozwalają badać zjawiska naturalne z określonego aspektu rzeczywistości, są to:
- Fizyka klasyczna
- Współczesna fizyka i
- Fizyka współczesna.
Co jest uważane za fizykę klasyczną?
Fizyka klasyczna obejmuje badania i teorie poprzedzające pojawienie się mechaniki kwantowej. Nazywa się to również fizyką Newtona z powodu polegać na prawach Newtona odnoszące się do ruchu nad przedmiotami.
Fizyka klasyczna bada zjawiska, które mają prędkość mniejszą niż prędkość światła, a ich skale przestrzenne są mniejsze niż rozmiary atomów i cząsteczek.
Fizyka klasyczna obejmuje następujące dyscypliny:
Mechanika klasyczna:
Nauka zajmująca się badaniem praw ruchu Newtona, odnoszących się do zachowania bardzo małych ciał fizycznych w spoczynku i przy małych prędkościach w stosunku do prędkości światła.
Zarówno mechanika klasyczna, jak i ogólnie fizyka klasyczna są oparte na prawach Newtona, w szczególności na prawach odnoszące się do ruchu ciał we wszechświecie.
Termodynamika:
To nauka odpowiada za opis stanów równowagi termodynamicznej na poziomie makroskopowym. Termodynamika jest odpowiedzialna za badanie interakcji między ciepłem a innymi formami energii. Zmienne, których używa do opisania różnych sytuacji, to temperatura, ciśnienie, objętość i liczba moli.
Rozumie to równowaga termiczna; równowaga cieplna ten stan, w którym temperatury dwóch ciał są równe, przy różnych temperaturach początkowych i po zrównaniu temperatur przepływ ciepła zostaje zawieszony, a oba ciała osiągają wspomnianą równowagę termiczną.
Jako przykład posłużymy się termometrem, instrumentem, który określa swoją własną temperaturę. Tak więc, aby poznać temperaturę innego ciała lub substancji, obie znajdują się w równowadze termicznej. Wiedząc, że w stanie równowagi termicznej zarówno korpus, jak i termometr mają tę samą temperaturę, temperatura wskazywana przez termometr będzie również temperaturą ciała, którego dotyczy porównanie.
Badanie reakcji systemów na zmiany w ich środowisku jest przydatne w wielu różnych gałęziach nauki i inżynierii… Oto niektóre zastosowania termodynamiki:
W inżynierii materiałowej działają transfer ciepła i energii surowców do produkcji nowych materiałów. Jako przykład podajemy proces wypalania w wysokiej temperaturze elementu ceramicznego, którego końcowe właściwości będą zależały dokładnie od temperatury, której został poddany.
Na poziomie przemysłowym mamy proces pasteryzacji i produkcji sera i masła za pomocą wymiany ciepła. W przemyśle stalowym różne rodzaje stali uzyskuje się przez stapianie różnych substancji w piecach o ekstremalnie wysokiej temperaturze.
Elektromagnetyzm:
Zjawiska elektryczne i magnetyczne są badane i ujednolicane w jednej teorii poprzez elektromagnetyzm. Michael Faraday i James Clerk MaxwelBył pierwszym przedstawicielem jego powstania.
Elektromagnetyzm opiera się na czterech wektorowych równaniach różniczkowych Maxwella, które wiążą pola elektryczne i magnetyczne z ich odpowiednimi źródłami materialnymi.
Teoria elektromagnetyczna obejmuje prąd elektryczny, polaryzację elektryczną i polaryzację magnetyczną. Przedmiotem opisu elektromagnetyzmu są makroskopowe zjawiska fizyczne obejmujące spoczynkowe i ruchowe ładunki elektryczne oraz wpływ pól elektrycznych i magnetycznych na substancje ciekłe, stałe i gazowe.
Przykłady zastosowania elektromagnetyzmu są udokumentowane w silniki elektryczne i generatory, które są urządzeniami służącymi do zamiany energii mechanicznej na energię elektryczną lub odwrotnie.
Generator, alternator lub dynamo to nazwa nadana urządzeniu, które przekształca energię mechaniczną w energię elektryczną. Silnik to urządzenie, które przekształca energię elektryczną w energię mechaniczną.
Jako przykład elektromagnetyzmu mamy kompas. Ruch igieł opiera się na zasadach magnetycznych biegunów ziemi i na zasadach elektrycznych wynikających z interakcji i tarcia, które generuje.
Optyka:
Wytwarzanie promieniowania elektromagnetycznego, jego właściwości i interakcja z materią, zwłaszcza manipulacja i kontrola, są tym, za co optyka fizyczna odpowiada za badanie.
Światło to zakres długości fal elektromagnetycznych, które może dostrzec ludzkie oko i to właśnie optyka jest odpowiedzialna za jego badanie. Jest zorientowany na odkrywanie i stosowanie nowych zjawisk. Na tej podstawie naukowcy wykorzystują i opracowują źródła światła w całym spektrum elektromagnetycznym.
Optyka miała wpływ na oprzyrządowanie, komunikację i metrologię.
Akustyka:
Akustyka to dziedzina fizyki zajmująca się badaniem fal mechanicznych rozchodzących się przez materię w dowolnym jej stanie (ciało stałe, ciecz lub gaz) za pomocą modeli fizycznych i matematycznych.
Akustyka bada wszystko, co dotyczy produkcji, transmisji, przechowywania, percepcji lub reprodukcji dźwięku. Inżynieria akustyczna zajmuje się technologicznymi zastosowaniami akustyki.
Jako przykłady fizyki akustycznej możemy przytoczyć:
1. Urządzenia elektroniczne zwiększające efektywność komunikacji.
2. W medycynie jest skuteczny w tworzeniu obrazów
ciała ludzkiego za pomocą ultradźwięków.
3. Mikrofony
Dynamika płynów:
Mechanika płynów to podrodzaj mechaniki kontinuum zajmujący się badaniem ruchu płynów (cieczy i gazów) oraz sił, które je wywołują.
W inżynierii chemicznej, lądowej, przemysłowej, lotnictwie, meteorologii, przemyśle stoczniowym i oceanografii interwencja mechaniki płynów ma fundamentalne znaczenie.
Fizyka współczesna
Ta gałąź, zwana także fizyką kwantową, rozpoczęła się o godz początek XNUMX wieku. Z propozycją niemieckiego fizyka Maxa Plancka (1858-1947), w której wyjaśnił, że w ciemnym ciele promieniowanie mierzone jest światłem. Opiera się na teorii kwantowej, która pojawiła się w 1900 r., I teorii względności w 1905 r.
Albert Einstein w 1905 r. Wzmocnił teorię kwantową, aw 1920 r. Nazwano mechaniką kwantową działem fizyki. Zajmuje się zjawiskami, które zachodzą z prędkościami zbliżonymi do prędkości światła lub których skale przestrzenne są rzędu atomów i cząsteczek.
Przestudiuj cechy, zachowanie i promieniowanie cząsteczkowe na poziomie atomowym i subatomowym. Mechanika kwantowa wraz z teorią względności tworzą to, co obecnie nazywamy współczesną fizyką.
Fizyka współczesna
Jej początek przypada na koniec XX wieku i początek XXI wieku, czyli żyjemy w epoce współczesnej fizyki. Współczesna fizyka zajmuje się badaniem złożoności przyrody, zjawisk w skali nanoskopowej i procesów poza równowagą termodynamiczną. To teoria chaosu i turbulencji.