Fizica este o știință exactă, teoretică și experimentală care studiază proprietățile materiei, energiei, timpului și spațiului și interacțiunea dintre ele. Căutați acuratețea și precizia în concluziile lor și că acestea pot fi verificabile prin experimente.
Acesta explică fenomenele naturale prin legi, fără a le include pe cele care modifică structura moleculară a corpurilor. Este strâns legată de matematică, se bazează pe ea pentru a exprima studiul realității care te ocupă. Pe de altă parte, include în interior
domeniul său de studiu la chimie, biologie și electronică, pe lângă explicarea fenomenelor lor.
Fizica studiază fenomenele materiei bazându-și teoriile pe mecanica clasică de unde studiază legile care guvernează mișcarea, pe electrodinamica clasică pentru studiul sarcinilor electromagnetice, pe termodinamică pentru studiul căldurii și formelor de energie., În mecanica cuantică care studiați natura la scări spațiu mic și în statistici pentru a studia frecvențele și probabilitățile de apariție a fenomenelor fizice.
Ramuri ale fizicii clasice
Fizica, pentru studiul realității, este împărțită în trei ramuri mari care vă permit să studiați fenomenele naturale dintr-un aspect specific al realității, acestea fiind:
- Fizica clasică
- Fizica modernă și
- Fizica contemporană.
Ce se consideră fizica clasică?
Fizica clasică cuprinde studiile și teoriile anterioare apariției mecanicii cuantice. Se mai numește fizică newtoniană din cauza mizează pe legile lui Newton referitoare la mișcarea peste obiecte.
Fizica clasică studiază fenomene care au o viteză mai mică decât viteza luminii și că scalele lor spațiale sunt mai mici decât dimensiunea atomilor și a moleculelor.
Fizica clasică cuprinde următoarele discipline:
Mecanica clasică:
Știință care studiază legile mișcării lui Newton, referindu-se la comportamentul corpurilor fizice foarte mici în repaus și la viteze mici în raport cu viteza luminii.
Atât mecanica clasică, cât și fizica clasică, în general, se bazează pe legile lui Newton, în special pe referindu-se la mișcarea corpurilor în univers.
Termodinamica:
Știința este responsabilă pentru descrierea stărilor de echilibru termodinamic la nivel macroscopic. Termodinamica este responsabilă de studierea interacțiunii dintre căldură și alte forme de energie. Variabilele pe care le folosește pentru a descrie diferite situații sunt temperatura, presiunea, volumul și numărul de moli.
Se înțelege prin echilibru termic acea stare în care temperaturile a două corpuri sunt egalizate, cu temperaturi inițiale diferite și că odată ce temperaturile sunt echivalate, fluxul de căldură este suspendat, ambele corpuri atingând echilibrul termic menționat anterior.
De exemplu, avem utilizarea termometrului, un instrument care își determină propria temperatură. Deci, pentru a cunoaște temperatura altui corp sau substanță, ambele sunt puse în echilibru termic. Știind că în echilibru termic atât corpul, cât și termometrul sunt la aceeași temperatură, temperatura indicată de termometru va fi, de asemenea, temperatura corpului în comparație.
Studiul reacției sistemelor la schimbările din mediul lor este util într-o mare varietate de ramuri ale științei și ingineriei ... Iată câteva dintre aplicațiile termodinamicii:
În ingineria materialelor, ei rulează transferuri de căldură și energie la materii prime pentru fabricarea de noi materiale. De exemplu, avem procesul de ardere la temperatură ridicată a unei bucăți de ceramică ale cărei proprietăți finale vor depinde tocmai de temperatura la care a fost supusă.
La nivel industrial avem procesul de pasteurizare și fabricare a brânzei și a untului prin transfer de căldură. În industria siderurgică, se obțin diferite tipuri de oțel prin topirea diferitelor substanțe în cuptoare cu temperatură extrem de ridicată.
Electromagnetism:
Fenomenele electrice și magnetice sunt studiate și unificate într-o singură teorie prin electromagnetism. Michael Faraday și James Clerk MaxwelEl a fost primii exponenți ai întemeierii sale.
Electromagnetismul se bazează pe cele patru ecuații diferențiale vectoriale ale lui Maxwell, care leagă câmpurile electrice și magnetice de sursele lor materiale respective.
Teoria electromagnetică include curentul electric, polarizarea electrică și polarizarea magnetică. Fenomenele fizice macroscopice care implică sarcini electrice în repaus și în mișcare și efectele câmpurilor electrice și magnetice asupra substanțelor lichide, solide și gazoase sunt obiecte de descriere a electromagnetismului.
Exemple de utilizare a electromagnetismului sunt evidențiate în motoare electrice și generatoare, care sunt dispozitive utilizate pentru conversia energiei mecanice în energie electrică sau invers.
Generator, alternator sau dinam este numele dat dispozitivului care transformă energia mecanică în energie electrică. Motorul este dispozitivul care transformă energia electrică în energie mecanică.
Ca exemplu de electromagnetism avem busola. Mișcarea acelor se bazează pe principiile magnetice ale polilor pământului și pe principiile electrice datorită interacțiunii și fricțiunilor pe care le generează.
Optica:
Generarea de radiații electromagnetice, proprietățile sale și interacțiunea cu materia, în special manipularea și controlul acesteia, este ceea ce optica fizică este responsabilă de studiu.
Lumina este gama de lungimi de undă electromagnetice pe care ochiul uman le poate percepe și tocmai optica este responsabilă de studiul său. Este orientat spre descoperirea și aplicarea de noi fenomene. Pe baza acestuia, cercetătorii folosesc și dezvoltă surse de lumină pe întregul spectru electromagnetic.
Optica a avut un impact asupra instrumentelor, comunicațiilor și metrologiei.
Acustică:
Acustica este o ramură a fizicii care se ocupă cu studierea undelor mecanice propagate prin materie în oricare dintre stările sale (solid, lichid sau gazos) prin intermediul modelelor fizice și matematice.
Acustica studiază tot ceea ce privește producția, transmiterea, stocarea, percepția sau reproducerea sunetului. Ingineria acustică se ocupă de aplicațiile tehnologice ale acusticii.
Ca exemple de fizică acustică putem cita:
1. Dispozitive electronice pentru a face comunicarea mai eficientă.
2. În domeniul medicinei a fost eficient în crearea imaginilor
a corpului uman prin ultrasunete.
3. Microfoanele
Dinamica fluidelor:
Mecanica fluidelor este o subramă a mecanicii continuum care se ocupă cu studiul mișcării fluidelor (lichide și gaze) și a forțelor care le provoacă.
În chimie, inginerie civilă, industrială, aeronautică, meteorologie, construcții navale și oceanografie, intervenția mecanicii fluidelor are o importanță fundamentală.
Fizica modernă
Această ramură, numită și fizica cuantică, a început la începutul secolului XX. Cu propunerea fizicianului german Max Planck (1858-1947) în care explica faptul că într-un corp întunecat radiația este măsurată de lumină. Se bazează pe teoria cuantică care a apărut în 1900 și teoria relativității în 1905.
Albert Einstein, în 1905 a întărit teoria cuantică și în 1920 a fost numită mecanica cuantică ca ramură a fizicii. Se ocupă de fenomene care apar la viteze apropiate de cea a luminii sau ale căror scări spațiale sunt de ordinul atomilor și moleculelor.
Studiază caracteristicile, comportamentul și radiația particulelor la nivel atomic și subatomic. Mecanica cuantică împreună cu teoria relativității alcătuiesc ceea ce astăzi numim fizică modernă.
Fizica contemporană
Începutul său se află la sfârșitul secolului XX și începutul secolului XXI, adică trăim în era fizicii contemporane. Fizica contemporană se ocupă cu studierea complexității naturii, a fenomenelor la scară nanoscopică și a proceselor în afara echilibrului termodinamic. Este teoria haosului și a turbulențelor.