13 klasikinės ir šiuolaikinės fizikos šakų
Tarp klasikinės ir šiuolaikinės fizikos šakų galime akcentuoti akustiką, optiką ar mechaniką pačiuose primityviausiuose laukuose, kosmologijoje, kvantinėje mechanikoje arba reliatyvumo atžvilgiu naujausiose programose.
Klasikinė fizika apibūdina iki 1900 m. Sukurtas teorijas ir šiuolaikinę fiziką įvykius, įvykusius po 1900 metų. Klasikinė fizika sprendžia materiją ir energiją makro mastu, nesiruošdama sudėtingesnėms kvantinėms studijoms. modernios fizikos.
Max Planck, vienas svarbiausių istorijos mokslininkų, pažymėjo klasikinės fizikos pabaigą ir šiuolaikinės fizikos pradžią su kvantine mechanika.
Klasikinės fizikos šakos
1 - Akustika
Ausys yra biologinis instrumentas, pasižymintis tam tikra bangų vibracija ir interpretuoja jas kaip garsą.
Akustika, susijusi su garso studijomis (mechaninėmis bangomis dujose, skysčiuose ir kietosiose medžiagose), yra susijusi su garso gamyba, kontrole, perdavimu, priėmimu ir poveikiu.
Akustinė technologija apima muziką, geologinių, atmosferos ir povandeninių reiškinių tyrimą.
Psichoakustika, tyrinėja fizinius garso efektus biologinėse sistemose, nes Pythagoras pirmą kartą išgirdo vibruojančių styginių ir plaktukų garsus, kurie smogė šeštame amžiuje prieš Kristų. C. Tačiau įspūdingiausias medicinos vystymas yra ultragarso technologija.
2 - Elektra ir magnetizmas
Elektros energija ir magnetizmas gaunami iš vienos elektromagnetinės jėgos. Elektromagnetizmas yra fizinio mokslo filialas, apibūdinantis elektros ir magnetizmo sąveiką.
Magnetinį lauką sukuria judanti elektros srovė, o magnetinis laukas gali sukelti įkrovimo judėjimą (elektros srovę). Elektromagnetizmo taisyklės taip pat paaiškina geomagnetinius ir elektromagnetinius reiškinius, apibūdinančius, kaip įkrautos dalelės sąveikauja su atomais.
Anksčiau elektromagnetizmas buvo patiriamas atsižvelgiant į žaibo ir elektromagnetinės spinduliuotės poveikį kaip šviesos efektą.
Magnetizmas ilgą laiką buvo naudojamas kaip pagrindinė navigacijos priemonė, kurią valdo kompasas.
Senovės romėnai aptiko elektrinių krūvių reiškinį, kuris stebėjo, kaip susitraukė šukos. Atsižvelgiant į teigiamus ir neigiamus mokesčius, lygūs mokesčiai vieni kitus traukia, o skirtingi mokesčiai pritraukia vienas kitą.
Jums gali būti įdomu daugiau sužinoti apie šią temą, atrandant 8 elektromagnetinių bangų tipus ir jų savybes.
3- Mechanika
Jis yra susijęs su fizinių kūnų elgesiu, kai jie patiria jėgas ar poslinkius, ir tolesnį kūno poveikį aplinkai.
Modernizmo auštant mokslininkai Jayam, Galileo, Kepleris ir Niutonas padėjo pamatus tai, kas dabar vadinama klasikine mechanika.
Ši subdisciplina apima jėgų judėjimą daiktams ir dalelėms, kurios yra ramybėje arba juda, kai greitis yra žymiai mažesnis nei šviesos. Mechanika apibūdina kūno pobūdį.
Terminas „kūnas“ apima daleles, šovinius, erdvėlaivius, žvaigždes, mašinų dalis, kietųjų dalelių dalis, skysčių dalis (dujas ir skysčius). Dalelės yra mažai vidinės struktūros, klasikinės mechanikos matematiniai taškai.
Kietieji korpusai turi dydį ir formą, tačiau jie išlaiko paprastumą, panašų į dalelių, ir gali būti pusiau standūs (elastingi, skysti).
4- Skysčių mechanika
Skysčių mechanika aprašo skysčių ir dujų srautą. Skysčių dinamika - tai filialas, iš kurio atsiranda subdisciplinos, pvz., Aerodinamika (oro ir kitų dujų judėjimas) ir hidrodinamika (judančių skysčių tyrimas).
Skysčių dinamika plačiai taikoma: jėgų ir momentų skaičiavimui lėktuvuose, naftos skysčio masės nustatymui per naftotiekius, be orų prognozių prognozavimo, purkštukų suspaudimo. tarpžvaigždinė erdvė ir branduolio dalijimosi modeliavimas.
Šis filialas siūlo sisteminę struktūrą, apimančią empirinius ir pusiau empirinius įstatymus, gautus iš srauto matavimo ir naudojamų praktinėms problemoms spręsti.
Skysčių dinamikos problemos sprendimas apima skysčių savybių, pvz., Srauto greičio, slėgio, tankio ir temperatūros, ir erdvės bei laiko funkcijų skaičiavimą.
5- Optika
Optika nagrinėja matomos ir nematomos šviesos ir regos savybes ir reiškinius. Ištirti šviesos elgesį ir savybes, įskaitant jos sąveiką su medžiaga, be tinkamų priemonių kūrimo.
Apibūdinkite matomos, ultravioletinės ir infraraudonųjų spindulių šviesos elgesį. Kadangi šviesa yra elektromagnetinė banga, kitos elektromagnetinės spinduliuotės formos, tokios kaip rentgeno spinduliai, mikrobangų krosnelės ir radijo bangos, turi panašias savybes.
Šis filialas yra susijęs su daugeliu susijusių disciplinų, tokių kaip astronomija, inžinerija, fotografija ir medicina (oftalmologija ir optometrija). Jo praktinis pritaikymas aptinkamas įvairiose technologijose ir kasdieniniuose objektuose, įskaitant veidrodžius, lęšius, teleskopus, mikroskopus, lazerius ir skaidulinę optiką.
6- Termodinamika
Fizikos skyrius, tiriantis sistemos darbo, šilumos ir energijos poveikį. Jis gimė XIX a. Su garo variklio išvaizda. Jis susijęs tik su stebėjimu ir reagavimu didelės apimties stebimoje ir išmatuojamoje sistemoje.
Mažos apimties dujų sąveiką apibūdina kinetinė dujų teorija. Metodai papildo vienas kitą ir yra paaiškinami termodinamikos arba kinetinės teorijos prasme.
Termodinamikos įstatymai yra:
- Entopijos įstatymas : susieja skirtingas kinetinės ir potencialios energijos formas sistemoje su darbu, kurį gali atlikti sistema, ir šilumos perdavimą.
- Tai veda prie antrojo įstatymo ir kito valstybės kintamojo, vadinamo entropijos teise, apibrėžimą.
- Nulio įstatymas apibrėžia termodinaminę pusiausvyrą dideliu mastu, palyginti su nedidelio masto apibrėžimu, susijusiu su molekulių kinetine energija.
Šiuolaikinės fizikos šakos
7- Kosmologija
Tai yra visatos struktūros ir dinamikos tyrimas platesniu mastu. Ištirti jo kilmę, struktūrą, evoliuciją ir galutinę paskirties vietą.
Kosmologija, kaip mokslas, kilęs iš Koperniko principo - dangaus kūnai, paklūsta fiziniams įstatymams, identiškiems Žemės ir Niutono mechanikams, kurie leido mums suprasti tuos fizinius įstatymus.
Fizinė kosmologija prasidėjo 1915 m., Kuriant Einšteino bendrąją reliatyvumo teoriją, po kurios 1920 m.
Dramatiškos stebėjimo kosmologijos pažangos nuo 1990 m., Įskaitant kosminę mikrobangų foną, tolimąsias supernovas ir raudonųjų pamainų tyrimus galaktikoje, paskatino sukurti standartinį kosmologijos modelį.
Šis modelis laikosi didelio kiekio tamsiosios medžiagos ir tamsios energijos, esančios visatoje, turinio, kurio pobūdis dar nėra gerai apibrėžtas.
8- Kvantinė mechanika
Fizikos filialas, tiriantis materijos ir šviesos elgesį atominėje ir subatominėje skalėje. Jo tikslas - aprašyti ir paaiškinti molekulių ir atomų bei jų komponentų savybes: elektronus, protonus, neutronus ir kitas labiau ezoterines daleles, tokias kaip kvarkai ir gluonai.
Šios savybės apima dalelių tarpusavio sąveiką su elektromagnetine spinduliuote (šviesa, rentgeno spinduliai ir gama spinduliai).
Keli mokslininkai prisidėjo prie trijų revoliucinių principų, kurie palaipsniui įgijo pripažinimą ir eksperimentinį patikrinimą nuo 1900 iki 1930 m.
- Kiekybinės savybės . Padėtis, greitis ir spalva kartais gali pasireikšti tik konkrečiais kiekiais (pvz., Paspaudus numerį pagal skaičių). Tai prieštarauja klasikinės mechanikos koncepcijai, kurioje teigiama, kad tokios savybės turi egzistuoti vienodoje ir nepertraukiamoje spektroje. Norėdami apibūdinti idėją, kad kai kurios savybės paspaudžia, mokslininkai sukūrė veiksmažodį.
- Šviesos dalelės . Mokslininkai paneigė 200 metų eksperimentus, teigdami, kad šviesa gali veikti kaip dalelė ir ne visada „kaip bangos / bangos ežere“.
- Medžiagų bangos . Medžiaga taip pat gali elgtis kaip banga. Tai įrodo 30 metų eksperimentai, kuriuose teigiama, kad medžiaga (pvz., Elektronai) gali egzistuoti kaip dalelės.
9 - Reliatyvumas
Ši teorija apima dvi Alberto Einšteino teorijas: ypatingą reliatyvumą, kuris taikomas elementariosioms dalelėms ir jų sąveikai, apibūdinančioms visus fizinius reiškinius, išskyrus gravitaciją, ir bendrą reliatyvumą, paaiškinantį gravitacijos įstatymą ir jo santykį su kitomis jėgomis gamta
Jis taikomas kosmologinei sričiai, astrofizikai ir astronomijai. Reliatyvumas 20-ajame amžiuje transformavo fizikos ir astronomijos postulatus, 200 metų trukusį Niutono teoriją.
Jis pristatė tokias sąvokas kaip erdvinis laikas kaip vieningas subjektas, laiko vienodumo reliatyvumas, kinematinis ir gravitacinis dilimas ir ilgio susitraukimas.
Fizikos srityje jis patobulino elementariųjų dalelių mokslą ir jų pagrindines sąveikas kartu su branduolinio amžiaus atidarymu.
Kosmologija ir astrofizika numatė ypatingus astronominius reiškinius, tokius kaip neutronų žvaigždės, juodosios skylės ir gravitacinės bangos.
10-branduolinė fizika
Tai fizikos laukas, tiriantis atominį branduolį, jo sąveiką su kitais atomais ir dalelėmis bei jų sudedamąsias dalis.
11-Biofizika
Formaliai tai yra biologijos filialas, nors jis yra glaudžiai susijęs su fizika, nes studijuoja biologiją su fiziniais principais ir metodais.
12-astrofizika
Formaliai tai yra astronomijos filialas, nors ir glaudžiai susijęs su fizika, nes tiria žvaigždžių fiziką, jų sudėtį, evoliuciją ir struktūrą.
13-Geofizika
Tai geografijos filialas, nors jis yra glaudžiai susijęs su fizika, nes jis studijuoja Žemę fizikos metodais ir principais.
Kiekvieno filialo tyrimų pavyzdžiai
1 - Akustika: UNAM tyrimai
UNAM Fizikos fakulteto Fizikos katedros laboratorija atlieka specializuotus tyrimus, skirtus kurti ir įgyvendinti metodus, leidžiančius ištirti akustinius reiškinius.
Dažniausi eksperimentai apima skirtingas žiniasklaidos priemones su skirtingomis fizinėmis struktūromis. Šios priemonės gali būti skysčio, vėjo tuneliai arba viršgarsinio srauto naudojimas.
Tyrimas, kuris šiuo metu vyksta UNAM, yra gitaros dažnių spektras, priklausomai nuo vietos, kurioje jis grojamas. Taip pat tiriami delfinų skleidžiami akustiniai signalai (Forgach, 2017).
2 - Elektra ir magnetizmas: magnetinių laukų poveikis biologinėms sistemoms
Francisco José Caldas rajono universitetas atlieka magnetinių laukų poveikio biologinėse sistemose tyrimus. Visa tai siekiant nustatyti visus ankstesnius tyrimus, kurie buvo atlikti šiuo klausimu ir išduoti naujas žinias.
Tyrimai rodo, kad Žemės magnetinis laukas yra nuolatinis ir dinamiškas, o pakaitiniai periodai yra dideli ir maži.
Jie taip pat kalba apie rūšis, kurios priklauso nuo šio magnetinio lauko konfigūracijos, kad galėtų orientuotis, pvz., Bitės, skruzdėlės, lašišos, banginiai, rykliai, delfinai, drugeliai, vėžliai (Fuentes, 2004).
3- Mechanika: žmogaus kūnas ir nulinis sunkumas
Jau daugiau nei 50 metų NASA atlieka pažangius tyrimus apie nulinio sunkumo poveikį žmogaus organizmui.
Šie tyrimai leido daugeliui astronautų saugiai judėti Mėnulyje arba daugiau nei metus gyventi Tarptautinėje kosminėje stotyje.
NASA tyrime analizuojami nulinio sunkumo kūno mechaniniai poveikiai, siekiant juos sumažinti ir užtikrinti, kad astronautai būtų siunčiami į tolimesnes saulės sistemos vietas (Strickland & Crane, 2016).
4- Skysčių mechanika: Leidenfrost poveikis
Leidenfrosto efektas yra reiškinys, kuris atsiranda, kai skysčio lašas liečia karštą paviršių, esant aukštesnei nei jo virimo temperatūrai.
Liège universiteto doktorantai sukūrė eksperimentą, skirtą žinoti gravitacijos poveikį skysčio garavimo laikui ir šio elgesio procesui.
Iš pradžių paviršius iš pradžių buvo šildomas ir pakreiptas. Naudojamos vandens lašai buvo stebimi infraraudonųjų spindulių šviesa, aktyvuojantys servomotorius kiekvieną kartą, kai jie persikėlė nuo paviršiaus centro (Investigación y ciencia, 2015).
5- Optika: „Ritter“ pastabos
Johann Wilhelm Ritter buvo Vokietijos vaistininkas ir mokslininkas, kuris atliko daugybę medicininių ir mokslinių eksperimentų. Tarp jo svarbiausių indėlių optikos srityje yra ultravioletinės šviesos atradimas.
„Ritter“ tyrinėjo William Herschel infraraudonųjų spindulių atradimą 1800 m., Tokiu būdu nustatydamas, kad tai buvo nematomų šviesų buvimas ir eksperimentai su sidabro chloridu ir įvairiomis šviesos spinduliais (Cool Cosmos, 2017),
6. Termodinamika: termodinaminė saulės energija Lotynų Amerikoje
Šis tyrimas skirtas alternatyvių energijos ir šilumos šaltinių, pvz., Saulės energijos, tyrimui, kurio pagrindinis interesas yra termodinaminis saulės energijos projektavimas kaip tvarus energijos šaltinis (Bernardelli, 201).
Šiuo tikslu tyrimo dokumentas yra suskirstytas į penkias kategorijas:
1 - Saulės spinduliavimas ir energijos pasiskirstymas ant žemės paviršiaus.
2 - Saulės energijos panaudojimas.
3 - Saulės energijos naudojimo būdai ir raida.
4- Termodinaminiai įrenginiai ir tipai.
5 - Atvejo tyrimai Brazilijoje, Čilėje ir Meksikoje.
7- Kosmologija: tamsios energijos tyrimas
„Dark Energy Survey“ arba „Dark Energy Survey“ buvo 2015 m. Atliktas mokslinis tyrimas, kurio pagrindinis tikslas buvo įvertinti didelio masto visatos struktūrą.
Su šiuo tyrimu spektras buvo atidarytas daugeliui kosmologinių tyrimų, kuriais siekiama nustatyti tamsios medžiagos kiekį dabartinėje visatoje ir jos pasiskirstymą.
Kita vertus, DES nukreipti rezultatai prieštarauja tradicinėms kosmoso teorijoms, išleistoms po Planck kosmoso misijos, finansuojamos Europos kosmoso agentūros.
Šis tyrimas patvirtino teoriją, kad visata šiuo metu susideda iš 26% tamsios medžiagos.
Taip pat buvo sukurti padėties žemėlapiai, tiksliai matuojantys 26 mln. Tolimų galaktikų struktūrą (Bernardo, 2017).
8- Kvantinė mechanika: informacijos teorija ir kvantinė kompiuterija
Šiuo tyrimu siekiama ištirti dvi naujas mokslo sritis, pvz., Informaciją ir kvantinę kompiuteriją. Abi teorijos yra svarbios telekomunikacijų ir informacijos apdorojimo įrenginių tobulinimui.
Šiame tyrime pristatoma dabartinė kvantinės skaičiavimo būklė, paremta „Quantum Computation Group“ („López“), institucija, kuri yra skirta diskusijoms ir žinių apie šią temą kūrimui, remiantis pirmuoju. Postulatų apie kompiuterizavimą.
9 - Reliatyvumas: Icarus eksperimentas
„Icarus“ eksperimentinis tyrimas, atliktas Gran Sasso laboratorijoje, Italijoje, atnešė ramybę moksliniam pasauliui, patikrindamas, kad Einšteino reliatyvumo teorija yra teisinga.
Atliekant šį tyrimą buvo išmatuotas Europos branduolinių tyrimų centro (CERN) pateiktų septynių neutrinų spindulių spindulių greitis, darant išvadą, kad neutrinai neviršija šviesos greičio, kaip buvo padaryta praėjusios tos pačios laboratorijos eksperimente.
Šie rezultatai buvo priešingi ankstesnių CERN eksperimentų rezultatams, kurie ankstesniais metais padarė išvadą, kad neutrinai keliavo 730 kilometrų greičiau nei šviesa.
Akivaizdu, kad CERN anksčiau pateikta išvada buvo dėl prastos GPS ryšio eksperimento metu (El tiempo, 2012).
