Fysikkens forskjellige felt
ClaudioVentrella / Getty Images
Fysikk er grenen av vitenskapen som er opptatt av naturen og egenskapene til ikke-levende materie og energi som ikke behandles av kjemi eller biologi, og de grunnleggende lovene i det materielle universet. Som sådan er det et stort og mangfoldig studieområde.
For å forstå det, har forskere fokusert oppmerksomheten på ett eller to mindre områder av faget. Dette gjør at de kan bli eksperter på det smale feltet, uten å henge seg fast i den store mengden kunnskap som finnes om den naturlige verden.
Fysikkens felt
Fysikk er noen ganger delt inn i to brede kategorier, basert på vitenskapens historie: Klassisk fysikk, som inkluderer studier som oppsto fra renessansen til begynnelsen av det 20. århundre; og Moderne fysikk , som inkluderer de studiene som har blitt påbegynt siden den perioden. En del av divisjonen kan betraktes som skala: moderne fysikk fokuserer på mindre partikler, mer presise målinger og bredere lover som påvirker hvordan vi fortsetter å studere og forstå måten verden fungerer på.
En annen måte å dele fysikk på er anvendt eller eksperimentell fysikk (i utgangspunktet den praktiske bruken av materialer) versus teoretisk fysikk (bygging av overordnede lover for hvordan universet fungerer).
Når du leser gjennom de forskjellige formene for fysikk, bør det bli tydelig at det er en viss overlapping. For eksempel kan forskjellen mellom astronomi, astrofysikk og kosmologi til tider være praktisk talt meningsløs. Til alle, det vil si, bortsett fra astronomene, astrofysikere og kosmologene, som kan ta distinksjonene på alvor.
Klassisk fysikk
Før begynnelsen av 1800-tallet konsentrerte fysikken seg om studiet av mekanikk, lys, lyd og bølgebevegelse, varme og termodynamikk og elektromagnetisme. Klassiske fysikkfelt som ble studert før 1900 (og fortsetter å utvikle seg og bli undervist i dag) inkluderer:
| Akustikk: | Studiet av lyd og lydbølger. I dette feltet studerer du mekaniske bølger i gasser, væsker og faste stoffer. Akustikk inkluderer applikasjoner for seismiske bølger, sjokk og vibrasjoner, støy, musikk, kommunikasjon, hørsel, undervannslyd og atmosfærisk lyd. På denne måten omfatter det jordvitenskap, biovitenskap, ingeniørvitenskap og kunst.
| Astronomi : | Studiet av verdensrommet, inkludert planetene, stjernene, galaksene, det dype rommet og universet. Astronomi er en av de eldste vitenskapene, og bruker matematikk, fysikk og kjemi for å forstå alt utenfor jordens atmosfære.
| Kjemisk fysikk: | Studiet av fysikk i kjemiske systemer. Kjemisk fysikk fokuserer på å bruke fysikk til å forstå komplekse fenomener i en rekke skalaer fra molekylet til et biologisk system. Emner inkluderer studiet av nanostrukturer eller kjemisk reaksjonsdynamikk.
| Beregningsfysikk: | Anvendelsen av numeriske metoder for å løse fysiske problemer som det allerede eksisterer en kvantitativ teori for.
| Elektromagnetisme: | Studiet av elektrisk og magnetiske felt , som er to aspekter ved samme fenomen.
| Elektronikk : | Studiet av strømmen av elektroner, vanligvis i en krets.
| Fluid Dynamics / Fluid Mechanics: | Studiet av de fysiske egenskapene til 'væsker', spesifikt definert i dette tilfellet til å være væsker og gasser.
| Geofysikk: | Studiet av jordens fysiske egenskaper.
| Matematisk fysikk: | Bruke matematisk strenge metoder for å løse problemer innen fysikk.
| Mekanikk: | Studiet av kroppens bevegelse i en referanseramme.
| Meteorologi / Værfysikk: | Værets fysikk.
| Optikk / lysfysikk: | Studiet av lysets fysiske egenskaper.
| Statistisk mekanikk: | Studiet av store systemer ved å statistisk utvide kunnskapen om mindre systemer.
| Termodynamikk : | Varmens fysikk. Moderne fysikk
Moderne fysikk omfatter atomet og dets komponenter, relativitet og samspillet mellom høye hastigheter, kosmologi og romutforskning, og mesoskopisk fysikk, de delene av universet som faller i størrelse mellom nanometer og mikrometer. Noen av feltene i moderne fysikk er:
| Astrofysikk: | Studiet av de fysiske egenskapene til objekter i rommet. I dag brukes astrofysikk ofte om hverandre med astronomi og mange astronomer har fysikkgrader.
| Atomfysikk: | Studiet av atomer, spesielt elektronegenskapene til atomet, til forskjell fra kjernefysikk som vurderer kjernen alene. I praksis studerer forskningsgrupper vanligvis atom-, molekyl- og optisk fysikk.
| Biofysikk: | Studiet av fysikk i levende systemer på alle nivåer, fra individuelle celler og mikrober til dyr, planter og hele økosystemer. Biofysikk overlapper med biokjemi, nanoteknologi og bioteknologi, for eksempel utledning av strukturen til DNA fra røntgenkrystallografi. Emner kan omfatte bioelektronikk, nanomedisin, kvantebiologi, strukturell biologi, enzymkinetikk, elektrisk ledning i nevroner, radiologi og mikroskopi.
| Kaos: | Studiet av systemer med sterk følsomhet for startforhold, så en liten endring i starten blir raskt store endringer i systemet. Kaosteori er et element i kvantefysikk og nyttig i himmelmekanikk.
| Kosmologi: | Studiet av universet som helhet, inkludert dets opprinnelse og evolusjon, inkludert Big Bang og hvordan universet vil fortsette å endre seg.
| Kryofysikk / Kryogenikk /Lavtemperaturfysikk: | Studiet av fysiske egenskaper i situasjoner med lav temperatur, langt under frysepunktet til vann.
| Krystallografi: | Studiet av krystaller og krystallinske strukturer.
| Høyenergifysikk: | De studie av fysikk i ekstremt høyenergisystemer, generelt innenfor partikkelfysikk.
| Høytrykksfysikk: | Studiet av fysikk i ekstremt høytrykkssystemer, generelt relatert til væskedynamikk.
| Laserfysikk: | Studiet av de fysiske egenskapene til lasere.
| Molekylær fysikk: | Studiet av fysiske egenskaper av molekyler.
| Nanoteknologi: | vitenskapen om å bygge kretser og maskiner fra enkeltmolekyler og atomer.
| Kjernefysikk: | Studiet av de fysiske egenskapene til atomkjernen.
| Partikkelfysikk : | Studiet av fundamentale partikler og kreftene i deres interaksjon.
| Plasmafysikk: | Studiet av materie i plasmafasen.
| Kvanteelektrodynamikk : | Studiet av hvordan elektroner og fotoner samhandler på kvantemekanisk nivå.
| Kvantemekanikk / kvantefysikk: | Studiet av vitenskap hvor de minste diskrete verdiene, eller kvanta, av materie og energi blir relevante.
| Kvanteoptikk : | Anvendelsen av kvantefysikk å tenne.
| Kvantefeltteori: | Anvendelsen av kvantefysikk på felt, inkludert universets grunnleggende krefter .
| Kvantegravitasjon : | Anvendelsen av kvantefysikk på gravitasjon og forening av gravitasjon med de andre grunnleggende partikkelinteraksjonene.
| Relativt: | Studiet av systemer som viser egenskapene til Einsteins relativitetsteorien , som vanligvis innebærer å bevege seg med hastigheter som er veldig nær lysets hastighet.
| Strengteori / Superstrengteori : | Studiet av teorien om at alle fundamentale partikler er vibrasjoner av endimensjonale energistrenger, i et høyere dimensjonalt univers. Kilder