13 KLASIKINĖS IR ŠIUOLAIKINĖS FIZIKOS ŠAKŲ - FIZINIS - 2025

Tarp klasikinės ir moderniosios fizikos šakų galime išskirti akustiką, optiką ar mechaniką pačioje primityviausioje srityje, o kosmologiją, kvantinę mechaniką ar reliatyvumą - naujausiose srityse.

Klasikinė fizika apibūdina teorijas, sukurtas iki 1900 m., Ir šiuolaikinę fiziką, įvykius, įvykusius po 1900 m. Klasikinė fizika nagrinėja materiją ir energiją makro mastu, nesigilindama į sudėtingesnius kvantų tyrimus. šiuolaikinės fizikos.

Maksas Plankas, vienas iš svarbiausių mokslininkų istorijoje, pažymėjo klasikinės fizikos pabaigą ir moderniosios fizikos pradžią kvantine mechanika.

Klasikinės fizikos šakos

1- Akustika

Ausies yra biologinis instrumentas par excellence tam tikroms bangų vibracijoms priimti ir interpretuoti kaip garsą.

Akustika, nagrinėjanti garsą (mechanines bangas dujose, skysčiuose ir kietose medžiagose), yra susijusi su garso kūrimu, valdymu, perdavimu, priėmimu ir poveikiu.

Akustinė technologija apima muziką, geologinių, atmosferos ir povandeninių reiškinių tyrimą.

Psichoakustika tiria fizinį garso poveikį biologinėms sistemoms, egzistuojančioms po to, kai Pitagoras pirmą kartą išgirdo vibruojančių stygų ir plaktukų, besikišančių prieškaulius, garsus VI amžiuje prieš Kristų. Tačiau labiausiai šokiruojantis medicinos vystymasis yra ultragarso technologijos.

2 - Elektra ir magnetizmas

Elektra ir magnetizmas kyla iš vienos elektromagnetinės jėgos. Elektromagnetizmas yra fizikos mokslo šaka, apibūdinanti elektros ir magnetizmo sąveiką.

Magnetinį lauką sukuria judanti elektros srovė, o magnetinis laukas gali sukelti krūvių (elektros srovės) judėjimą. Elektromagnetizmo taisyklės taip pat paaiškina geomagnetinius ir elektromagnetinius reiškinius, apibūdindamos, kaip sąveikauja įkrautos atomų dalelės.

Anksčiau elektromagnetizmas buvo patirtas remiantis žaibo ir elektromagnetinės spinduliuotės, kaip šviesos, poveikiu.

Magnetizmas ilgą laiką buvo naudojamas kaip pagrindinė navigacijos pagal kompasą priemonė.

Elektros krūvį ramybėje nustatė senovės romėnai, kurie stebėjo būdą, kaip trinta šukos pritraukė daleles. Kalbant apie teigiamus ir neigiamus kaltinimus, tokie kaip kaltinimai atstumia, o skirtingi mokesčiai traukia.

Jums gali būti įdomu sužinoti daugiau apie šią temą, atradus 8 elektromagnetinių bangų tipus ir jų charakteristikas.

3 - Mechanika

Tai yra susijusi su fizinių kūnų elgesiu, kai jie yra veikiami jėgų ar poslinkių, ir su vėlesniu kūnų poveikiu jų aplinkoje.

Auštant modernizmui, mokslininkai Jayamas, Galileo, Kepleris ir Niutonas padėjo pagrindus tam, kas dabar žinoma kaip klasikinė mechanika.

Ši subdisciplina susijusi su jėgų judėjimu ant objektų ir dalelių, kurios yra ramybėje arba juda žymiai lėtesniu greičiu nei šviesos. Mechanika apibūdina kūnų prigimtį.

Sąvoka kūnas apima daleles, sviedinius, erdvėlaivius, žvaigždes, mašinų dalis, kietų medžiagų dalis, skysčių dalis (dujas ir skysčius). Dalelės yra mažai vidinės struktūros kūnai, klasikinėje mechanikoje traktuojami kaip matematiniai taškai.

Standūs kūnai yra tokio dydžio ir formos, tačiau išlaiko paprastumą, panašų į dalelės, ir gali būti pusiau standūs (elastingi, skysti).

4- Skysčių mechanika

Skysčių mechanika apibūdina skysčių ir dujų srautą. Skysčių dinamika yra šaka, iš kurios kyla tokios disciplinos kaip aerodinamika (judančio oro ir kitų dujų tyrimas) ir hidrodinamika (judančių skysčių tyrimas).

Skysčių dinamika plačiai taikoma: apskaičiuojant jėgas ir momentus lėktuvuose, nustatant naftos skysčio masę per vamzdynus, be orų prognozės, ūko suspaudimo tarpžvaigždinės erdvės ir branduolinių ginklų dalijimosi modeliavimas.

Ši šaka siūlo sistemingą struktūrą, apimančią empirinius ir pusiau empirinius dėsnius, išvestus iš srauto matavimo ir naudojamus praktinėms problemoms spręsti.

Skysčių dinamikos problemos sprendimas apima skysčių savybių, tokių kaip srauto greičio, slėgio, tankio ir temperatūros, taip pat erdvės ir laiko funkcijų apskaičiavimą.

5 - optika

Optika nagrinėja matomos ir nematomos šviesos bei regėjimo savybes ir reiškinius. Tyrinėkite šviesos elgseną ir savybes, įskaitant jos sąveiką su medžiaga, be to, kurkite tinkamus instrumentus.

Apibūdina matomos, ultravioletinės ir infraraudonosios šviesos elgesį. Kadangi šviesa yra elektromagnetinė banga, kitos elektromagnetinės spinduliuotės formos, tokios kaip rentgeno spinduliai, mikrobangos ir radijo bangos, turi panašias savybes.

Ši šaka aktuali daugeliui susijusių disciplinų, tokių kaip astronomija, inžinerija, fotografija ir medicina (oftalmologija ir optometrija). Jo praktinis pritaikymas yra daugelyje kasdienių objektų ir technologijų, įskaitant veidrodžius, lęšius, teleskopus, mikroskopus, lazerius ir šviesolaidžius.

6- Termodinamika

Fizikos skyrius, tiriantis darbo, šilumos ir energijos poveikį sistemoje. Jis gimė XIX amžiuje, pasirodžius garo varikliui. Jame nagrinėjamas tik stebimas ir išmatuojamas sistemos plataus masto stebėjimas ir reagavimas.

Nedidelės apimties dujų sąveika apibūdinama kinetine dujų teorija. Metodai papildo vienas kitą ir yra paaiškinami termodinamikos ar kinetikos teorijomis.

Termodinamikos dėsniai yra šie:

• Entalpijos dėsnis : susieja įvairias kinetinės ir potencialios energijos formas sistemoje su darbu, kurį sistema gali atlikti, taip pat su šilumos perdavimu.
• Tai veda prie antrojo dėsnio ir kito valstybės kintamojo, vadinamo entropijos dėsniu, apibrėžimo .
• Nulinis įstatymas apibrėžia didelio masto termodinaminė pusiausvyra temperatūros, o ne mažos apimties apibrėžimą, susijusios su kinetinės energijos molekulių.

Šiuolaikinės fizikos šakos

7- Kosmologija

Tai yra Visatos struktūrų ir dinamikos tyrimas platesniu mastu. Ištirkite jo kilmę, struktūrą, raidą ir galutinę paskirtį.

Kosmologija, kaip mokslas, kilo iš Koperniko principo - dangaus kūnai paklūsta fiziniams dėsniams, identiškiems Žemės įstatymams - ir Niutono mechanikos, leidusios mums suprasti šiuos fizinius dėsnius.

Fizinė kosmologija prasidėjo 1915 m., Sukūrus Einsteino bendrąją reliatyvumo teoriją, po kurios 1920 m. Buvo padaryti dideli stebėjimo atradimai.

Dramatiška stebėjimo kosmologijos pažanga nuo 1990 m., Įskaitant kosminį mikrobangų foną, tolimas supernovas ir galaktikos pakilimus raudonojo poslinkio link, sukūrė standartinį kosmologijos modelį.

Šis modelis laikosi visatos, esančios dideliame kiekyje tamsiosios medžiagos ir tamsiosios energijos, kurių prigimtis dar nėra tiksliai apibrėžta.

8- Kvantinė mechanika

Fizikos šaka, tirianti materijos ir šviesos elgesį atominiu ir subatominiu lygmenimis. Jos tikslas yra aprašyti ir paaiškinti molekulių ir atomų bei jų komponentų savybes: elektronus, protonus, neutronus ir kitas ezoterines daleles, tokias kaip kvarkai ir gluonai.

Šios savybės apima dalelių sąveiką tarpusavyje ir su elektromagnetine spinduliuote (šviesos, rentgeno ir gama spinduliais).

Keli mokslininkai prisidėjo kuriant tris revoliucijos principus, kurie palaipsniui sulaukė pripažinimo ir eksperimentinio patikrinimo 1900–1930 m.

• Kiekybinės savybės . Padėtis, greitis ir spalva kartais gali būti tik tam tikrais kiekiais (pvz., Paspaudus numerį pagal numerį). Tai prieštarauja klasikinės mechanikos koncepcijai, teigiančiai, kad tokios savybės turi egzistuoti plokščiame ištisiniame spektre. Apibūdindami mintį, kad kai kurios savybės paspaudžiamos, mokslininkai sugalvojo veiksmažodį kiekybiškai įvertinti.
• Šviesos dalelės . Mokslininkai paneigė 200 metų eksperimentus, teigdami, kad šviesa gali elgtis kaip dalelė ir ne visada „kaip bangos / bangos ežere“.
• Medžiagos bangos . Medžiaga taip pat gali elgtis kaip banga. Tai rodo 30 metų eksperimentai, patvirtinantys, kad medžiaga (pvz., Elektronai) gali egzistuoti kaip dalelės.

9 - reliatyvumas

Ši teorija apima dvi Alberto Einšteino teorijas: specialųjį reliatyvumą, kuris taikomas elementariosioms dalelėms ir jų sąveikai - apibūdinantiems visus fizinius reiškinius, išskyrus gravitaciją, ir bendrąją reliatyvumą, kuris paaiškina gravitacijos dėsnį ir jo santykį su kitomis jėgų jėgomis. gamta.

Tai taikoma kosmologijos, astrofizikos ir astronomijos srityse. Santykis XX amžiuje pakeitė fizikos ir astronomijos postulatus, panaikindamas 200 metų Niutono teoriją.

Jis pristatė tokias sąvokas kaip erdvėlaikis kaip vieninga visuma, reliatyvumas vienu metu, kinematinė ir gravitacinė laiko išsiplėtimas bei ilgumos susitraukimas.

Fizikos srityje jis patobulino elementariųjų dalelių ir jų esminių sąveikų mokslą kartu su branduolinio amžiaus inauguracija.

Kosmologija ir astrofizika numatė nepaprastus astronominius reiškinius, tokius kaip neutroninės žvaigždės, juodosios skylės ir gravitacinės bangos.

10-Branduolinė fizika

Tai fizikos sritis, tirianti atominį branduolį, jo sąveiką su kitais atomais ir dalelėmis bei jo sudedamosiomis dalimis.

11-biofizika

Formaliai tai yra biologijos šaka, nors ji glaudžiai susijusi su fizika, nes biologiją studijuoja fizikiniais principais ir metodais.

12-astrofizika

Formaliai tai yra astronomijos šaka, nors ir glaudžiai susijusi su fizika, nes tiriama žvaigždžių fizika, jų sudėtis, evoliucija ir struktūra.

13-geofizika

Tai yra geografijos šaka, nors ji glaudžiai susijusi su fizika, nes tyrinėja Žemę fizikos metodais ir principais.

Tyrimų pavyzdžiai iš kiekvienos šakos

1- Akustika: UNAM tyrimai

UNAM Mokslų fakulteto Fizikos katedros akustikos laboratorija vykdo specializuotus metodus, leidžiančius studijuoti akustinius reiškinius, kurti ir įgyvendinti.

Dažniausiai eksperimentuose naudojamos skirtingos terpės su skirtingomis fizinėmis struktūromis. Šios terpės gali būti skysčiai, vėjo tuneliai arba viršgarsinio purkštuvo naudojimas.

Tyrimas, kuris šiuo metu vyksta UNAM, yra gitaros dažnių spektras, atsižvelgiant į tai, kur ji trenkia. Taip pat tiriami delfinų skleidžiami garsiniai signalai (Forgach, 2017).

2 - Elektra ir magnetizmas: magnetinių laukų poveikis biologinėse sistemose

Francisco José Caldas rajono universitetas vykdo magnetinių laukų įtakos biologinėms sistemoms tyrimus. Visa tai tam, kad būtų galima nustatyti visus ankstesnius šia tema atliktus tyrimus ir suteikti naujų žinių.

Tyrimai rodo, kad Žemės magnetinis laukas yra nuolatinis ir dinamiškas, keičiantis aukšto ir žemo intensyvumo laikotarpiams.

Jie taip pat kalba apie rūšis, nuo kurių priklauso šio magnetinio lauko konfigūracija, tokias kaip bitės, skruzdėlės, lašiša, banginiai, rykliai, delfinai, drugeliai, vėžliai ir kt. (Fuentes, 2004).

3- Mechanika: žmogaus kūnas ir nulis gravitacijos

Daugiau nei 50 metų NASA vykdė nulinio gravitacijos poveikio žmogaus organizmui tyrimus.

Šie tyrimai leido daugeliui astronautų saugiai judėti Mėnulyje arba ilgiau nei metus gyventi Tarptautinėje kosminėje stotyje.

NASA tyrimai analizuoja mechaninį nulinio gravitacijos poveikį kūnui, siekdami juos sumažinti ir užtikrinti, kad astronautus būtų galima siųsti į atokesnes Saulės sistemos vietas (Strickland & Crane, 2016).

4- Skysčių mechanika: Leidenfroso efektas

„Leidenfrost“ efektas yra reiškinys, atsirandantis, kai skysčio lašas liečiasi su karštu paviršiumi, aukštesnėje nei jo virimo temperatūra.

Lježo universiteto doktorantai sukūrė eksperimentą, norėdami išsiaiškinti gravitacijos įtaką skysčio išgaravimo laikui ir jo elgsenai šio proceso metu.

Iš pradžių paviršius buvo šildomas ir, kai to reikėjo, nuožulnus. Naudoti vandens lašai buvo stebimi infraraudonųjų spindulių pagalba, įjungiant servovariklius kiekvieną kartą, kai jie tolėdavo nuo paviršiaus centro (Tyrimai ir mokslas, 2015).

5 - Optika: Ritterio pastebėjimai

Johanas Vilhelmas Ritteris buvo vokiečių vaistininkas ir mokslininkas, atlikęs daugybę medicininių ir mokslinių eksperimentų. Tarp jo pastebimiausių indėlių optikos srityje yra ultravioletinės šviesos atradimas.

Ritteris savo tyrimą pagrindė 1800 m. William Herschel atradęs infraraudonąją šviesą ir taip nustatė, kad nematomos šviesos gali egzistuoti, bei atliko eksperimentus su sidabro chloridu ir skirtingais šviesos spinduliais („Cool Cosmos“, 2017). .

6- Termodinamika: termodinaminė saulės energija Lotynų Amerikoje

Šis tyrimas sutelktas į alternatyvių energijos ir šilumos šaltinių, tokių kaip saulės energija, tyrimą, kurio pagrindinis interesas yra saulės energijos, kaip tvarios energijos šaltinio, termodinaminė projekcija (Bernardelli, 201).

Šiuo tikslu studijų dokumentas yra suskirstytas į penkias kategorijas:

1- Saulės radiacijos ir energijos pasiskirstymas žemės paviršiuje.

2 - Saulės energijos naudojimas.

3- Saulės energijos naudojimo aplinkybės ir raida.

4- Termodinaminiai įrenginiai ir tipai.

5 - Atvejų analizė Brazilijoje, Čilėje ir Meksikoje.

7- Kosmologija: Tamsiosios energijos tyrimas

Tyrimas dėl tamsiosios energijos arba tamsiosios energijos tyrimas buvo mokslinis tyrimas, atliktas 2015 m., Kurio pagrindinis tikslas buvo išmatuoti didelio masto visatos struktūrą.

Atlikus šį tyrimą, spektras buvo atvertas daugybei kosmologinių tyrimų, kuriais siekiama nustatyti dabartinėje visatoje esančios tamsiosios medžiagos kiekį ir jos pasiskirstymą.

Kita vertus, DES pateikti rezultatai prieštarauja tradicinėms teorijoms apie kosmosą, išleistoms po „Planck“ kosminės misijos, kurią finansavo Europos kosmoso agentūra.

Šis tyrimas patvirtino teoriją, kad visata šiuo metu sudaryta iš 26% tamsiosios medžiagos.

Taip pat buvo sukurti padėties nustatymo žemėlapiai, kurie tiksliai išmatavo 26 milijonų tolimų galaktikų struktūrą (Bernardo, 2017).

8- Kvantinė mechanika: informacijos teorija ir kvantinis skaičiavimas

Šiuo tyrimu siekiama ištirti dvi naujas mokslo sritis, tokias kaip informacija ir kvantinis skaičiavimas. Abi teorijos yra labai svarbios telekomunikacijų ir informacijos apdorojimo įrenginių tobulėjimui.

Šiame tyrime pristatoma dabartinė kvantinio skaičiavimo padėtis, paremta „Grupo de Computación Quantica“ (Kvantinių skaičiavimų grupė - GQC) (López), institucijos, skirtos pasikalbėti ir kaupti žinias šia tema, padarytais pasiekimais, remiantis pirmuoju. Turingo postulatai apie skaičiavimą.

9 - Santykis: Icarus eksperimentas

Icarus eksperimentinis tyrimas, atliktas Gran Sasso (Italija) laboratorijoje, patikino mokslo pasaulį įsitikinęs, kad Einšteino reliatyvumo teorija yra teisinga.

Šis tyrimas išmatavo septynių neutrinų greitį šviesos spinduliu, kurį pateikė Europos branduolinių tyrimų centras (CERN), padarydamas išvadą, kad neutrinai neviršija šviesos greičio, kaip buvo padaryta ankstesniuose tos pačios laboratorijos eksperimentuose.

Šie rezultatai buvo priešingi rezultatams, gautiems ankstesniuose CERN eksperimentuose, kurie ankstesniais metais padarė išvadą, kad neutrinai nukeliavo 730 kilometrų greičiau nei šviesa.

Matyt, anksčiau CERN pateiktą išvadą lėmė prastas GPS ryšys eksperimento metu (El tiempo, 2012).

Nuorodos

1. Kuo klasikinė fizika skiriasi nuo šiuolaikinės fizikos? Atgauta nuorodoje.com.
2. Elektra ir magnetizmas. Žemės mokslo pasaulis. Autorių teisės 2003 m., „The Gale Group, Inc.“. Gauta enciklopedijoje.com.
3. Mechanika. Atkurta wikipedia.org.
4. Skysčių dinamika. Atkurta wikipedia.org.
5. Optika. Apibrėžimas. Atgauta žodyne.com.
6. Optika. „McGraw-Hill“ mokslo ir technologijos enciklopedija (5-asis leidimas). McGraw-Hill. 1993 metai.
7. Optika. Atkurta wikipedia.org.
8. Kas yra termodinamika? Susigrąžinta svetainėje grc.nasa.gov.
9. Einšteinas A. (1916). Santykis: specialioji ir bendroji teorija. Atkurta wikipedia.org.
10. Willis, Cliffordas M (2010). „Santykis“. „Grolier“ daugialypės terpės enciklopedija. Atkurta wikipedia.org.
11. Kokie yra didžiojo sprogimo įrodymai? Atkurta svetainėje astro.ucla.edu.
12. Plankas atskleidžia ir beveik tobulą visatą. Atkurta esa.int.