Εξηγούμε τι είναι η φυσική και τους τέσσερις βασικούς τομείς στους οποίους χωρίζεται. Επίσης, τα ενδιαφέροντά τους και οι διαφορετικοί κλάδοι σπουδών.
Τι είναι η Φυσική;
Φυσική, από τα ελληνικά physis ("Φύση"), είναι το Φυσικές Επιστήμες που μελετά, μέσω θεμελιωδών νόμων, το Ενέργεια, ο ύλη, ο καιρός και το χώρος, δηλαδή το ίδιο το σύμπαν.
Η φυσική είναι ένας από τους πιο ακαδημαϊκούς κλάδους αρχαίος, του οποίου οι ρίζες ανάγονται στην αρχή του πολιτισμού, όταν ο άνθρωπος άρχισε να προσπαθεί να κατανοήσει τις δυνάμεις που κυβέρνησαν τον κόσμο γύρω του.
Είναι ένας κλάδος τόσο θεωρητικός (περιγράφει τους νόμους του σύμπαντος) όσο και πειραματικός (εφαρμόζεται στην πράξη υπόθεση σχετικά με τους εν λόγω νόμους), και τηρεί το μοντέλο επαλήθευσης και νομιμοποίησης που προωθείται από την επιστημονική μέθοδος. Είναι ένα από τα Επιστήμες θεμελιώδεις ή κεντρικές αρχές που υπάρχουν και εντός του πεδίου σπουδών τους η χημεία, βιολογία και το ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΙΔΗ, μεταξύ άλλων.
Αρχικά, η φυσική ήταν μέρος, όπως πολλές άλλες επιστήμες, του φιλοσοφία ή η φυσική φιλοσοφία της αρχαιότητας, αλλά από το Επιστημονική επανάσταση Ο δέκατος έβδομος αιώνας εμφανίστηκε ως ένα ανεξάρτητο πεδίο, που ενδιαφέρεται για τους θεμελιώδεις νόμους του πραγματικότητα και χρησιμοποιώντας το επίσημη γλώσσα απο μαθηματικά να τα εκφράσει. Προς το παρόν, ωστόσο, η φυσική είναι ένας από τους κλάδους που συμβάλλει τα μέγιστα στην αλλαγή του επιστημονικού, βιομηχανικού και τεχνολογικού παραδείγματος.
Η φυσική όπως τη γνωρίζουμε σήμερα περιγράφεται από τέσσερα θεωρητικά πλαίσια που εξαρτώνται από το μέγεθος της υπό μελέτη ύλης και την ταχύτητα της κίνησής της. Αυτά είναι:
- Κλασική μηχανική. Ασχολείται με αισθητές κινήσεις σε μακροσκοπικά σώματα, των οποίων οι ταχύτητες είναι πολύ μικρές σε σύγκριση με ταχύτητα του φωτός.
- Σχετικιστική μηχανική. Με βάση τις θεωρητικές εξελίξεις του Άλμπερτ Αϊνστάιν κατά τον 20ό αιώνα, μοιάζει με το κλασικό στον ντετερμινιστικό του χαρακτήρα. Ωστόσο, η σχετικιστική μηχανική περιγράφει φαινόμενα που εμπίπτουν στο πλαίσιο της ειδικής θεωρίας της σχετικότητας, η οποία περιγράφει τη συμπεριφορά των σωμάτων που κινούνται με ταχύτητες κοντά σε αυτήν του φως; και από τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, η οποία είναι μια θεωρητική διατύπωση για το βαρυτικό πεδίο (βαρύτητα).
- Κβαντική μηχανική. Μελετά συστήματα πολύ μικρής κλίμακας, όπως π.χ άτομα και στοιχειώδη σωματίδια. Περιγράψτε τις αλληλεπιδράσεις τους χρησιμοποιώντας τα τρία δυνάμεις που κυριαρχούν σε αυτές τις κλίμακες: η ισχυρή, η ασθενής και η ηλεκτρομαγνητική δύναμη.
- Κβαντική θεωρία πεδίου. Είναι ένας μαθηματικός φορμαλισμός για να περιγράψω το κβαντική μηχανική αντιμετωπίζοντας τα σωματίδια ως πεδία. Είναι πολύ χρήσιμο, για παράδειγμα, κατά τη μελέτη του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου. Στην κβαντομηχανική, το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο περιγράφεται ως ένα σύνολο από σωματίδια στοιχειώδη που ονομάζονται φωτόνια. Η κβαντική θεωρία πεδίου, από την άλλη πλευρά, την αντιμετωπίζει ως σύστημα συνεχούς πεδίου.
Τι μελετά η φυσική;
Η βαρύτητα είναι μια ελκτική δύναμη μεταξύ δύο ή περισσότερων σωμάτων.
Η Φυσική ασχολείται με τους θεμελιώδεις νόμους του σύμπαν, δηλαδή να κατανοήσουμε και να περιγράψουμε τη μηχανική με την οποία λειτουργεί το σύμπαν. Αυτοί οι νόμοι περιγράφονται από τέσσερις θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις:
- Βαρύτητα. Η ελκτική δύναμη μεταξύ δύο ή περισσότερων σωμάτων μεγάλης μάζας (τα οποία έχουν μάζα). Όσο πιο ογκώδη είναι τα σώματα, τόσο πιο έντονη είναι η δύναμη και τόσο πιο εκτεταμένη έχει το αποτέλεσμά της.
- Ηλεκτρομαγνητισμός. Η ελκτική ή απωστική δύναμη που εκδηλώνεται μεταξύ ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων.
- Αδύναμες πυρηνικές δυνάμεις. Ονομάζεται επίσης ασθενής αλληλεπίδραση, είναι μια δύναμη που υπάρχει μεταξύ θεμελιωδών σωματιδίων, είναι πολύ μικρής εμβέλειας και είναι υπεύθυνη για τις ατομικές διασπάσεις και τη ραδιενέργεια.
- Ισχυρές πυρηνικές δυνάμεις. Είναι μια δύναμη έλξης που κρατά το νετρόνια και το πρωτόνια στον πυρήνα του ατόμου, ξεπερνώντας την ηλεκτρομαγνητική απώθηση μεταξύ του τελευταίου (θετικά φορτισμένου).
Κλάδοι φυσικής
- Ακουστική. Μελετήστε τη φύση του ήχος: η εξάπλωσή του, η καταγωγή του, το ύψος του.
- Αστροφυσική. Μελετήστε το αστέρια (τις ιδιότητές του, προέλευση, εξέλιξη) μέσα από τους νόμους της φυσικής.
- Βιοφυσική. Μελετήστε τους φυσικούς νόμους που διέπουν τα βιολογικά φαινόμενα και τις φυσικές καταστάσεις όλων ζωντανά όντα.
- Ηλεκτρομαγνητισμός. Μελετήστε τα ηλεκτρικά και μαγνητικά φαινόμενα του ύλη και από τα χωράφια των μαγνητική ενέργεια που υπάρχουν στο διάστημα.
- Πυρηνική φυσική. Μελετήστε τη συμπεριφορά και τις ιδιότητες των πυρήνων των ατόμων.
- Μηχανική στερεών. Μελετά κυρίως την κίνηση των στερεών σωμάτων.
- Μηχανική ρευστών. Μελετήστε τη δυναμική των ρευστών: υγρών και αερίων.
- Οπτική. Μελετήστε το φως και τα φαινόμενα που σχετίζονται με αυτό: τη φύση του, τη διάδοσή του, τις ιδιότητές του κ.λπ.
- Θερμοδυναμική. Μελετήστε το θερμότητα και το έργο που παράγει.
- Κοσμολογία. Μελετήστε την προέλευση του σύμπαντος και τους νόμους που το διέπουν.
- Κβαντική μηχανική. Μελετήστε τα θεμελιώδη σωματίδια της ύλης, δηλαδή άτομα και υποατομικά σωματίδια.
Τι είναι η χημεία;
Η Χημεία είναι ένας κλάδος που παρουσιάζει σημεία επαφής με τη φυσική, ιδιαίτερα στο ενδιαφέρον της για το θέμα. Αυτός ο κλάδος μελετά τη σύνθεση και τη δομή της ύλης και τις αντιδράσεις που συμβαίνουν μεταξύ διαφορετικών ουσιών ή παρουσία θερμότητας ή άλλων μορφών ενέργειας.