DE 13 GRENENE AV KLASSISK OG MODERNE FYSIKK - FYSISK - 2026

Blant grenene til klassisk og moderne fysikk kan vi fremheve akustikk, optikk eller mekanikk i det mest primitive felt, og kosmologi, kvantemekanikk eller relativitet i de med nyere anvendelse.

Klassisk fysikk beskriver teorier utviklet før 1900, og moderne fysikk hendelsene som skjedde etter 1900. Klassisk fysikk omhandler materie og energi, i en makroskala, uten å fordype seg i de mer komplekse studiene av kvantiteter. av moderne fysikk.

Max Planck, en av historiens viktigste forskere, markerte slutten på klassisk fysikk og begynnelsen av moderne fysikk med kvantemekanikk.

Grener av klassisk fysikk

1 - Akustikk

Øret er det biologiske instrumentet ypperlig for å motta visse bølgevibrasjoner og tolke dem som lyd.

Akustikk, som omhandler studiet av lyd (mekaniske bølger i gasser, væsker og faste stoffer), er relatert til produksjon, kontroll, overføring, mottak og effekter av lyd.

Akustisk teknologi inkluderer musikk, studier av geologiske, atmosfæriske og undervannsfenomener.

Psykoakustikk studerer de fysiske effektene av lyd på biologiske systemer, til stede siden Pythagoras for første gang hørte lydene av vibrerende strenger og hammere som treffer amboltene på 600-tallet f.Kr. Men den mest sjokkerende utviklingen innen medisin er ultralydteknologi.

2- Elektrisitet og magnetisme

Elektrisitet og magnetisme kommer fra en enkelt elektromagnetisk kraft. Elektromagnetisme er en gren av fysikkvitenskapen som beskriver samspillet mellom elektrisitet og magnetisme.

Magnetfeltet opprettes av en elektrisk bevegelig strøm og et magnetfelt kan indusere bevegelsen av ladninger (elektrisk strøm). Reglene for elektromagnetisme forklarer også geomagnetiske og elektromagnetiske fenomener, og beskriver hvordan ladede partikler av atomer samvirker.

Tidligere ble elektromagnetisme opplevd på grunnlag av virkningene av lyn og elektromagnetisk stråling som en lyseffekt.

Magnetisme har lenge vært brukt som et grunnleggende instrument for kompassstyrt navigasjon.

Fenomenet med elektriske ladninger i ro ble oppdaget av de gamle romerne, som observerte måten en gniddkam tiltrakk seg partikler. I sammenheng med positive og negative ladninger, som ladninger frastøter, og forskjellige kostnader tiltrekker seg.

Du kan være interessert i å vite mer om dette emnet ved å oppdage de 8 typene elektromagnetiske bølger og deres egenskaper.

3 - Mekanikk

Det er relatert til atferden til fysiske kropper, når de blir utsatt for krefter eller forskyvninger, og de påfølgende effektene av kroppene i deres miljø.

Ved modernismens daggry la forskerne Jayam, Galileo, Kepler og Newton grunnlaget for det som nå er kjent som klassisk mekanikk.

Denne underdisiplinen omhandler bevegelse av krefter på gjenstander og partikler som er i ro eller beveger seg med hastigheter som er betydelig saktere enn for lys. Mekanikk beskriver kroppens natur.

Begrepet kropp inkluderer partikler, prosjektiler, romskip, stjerner, maskindeler, deler av faste stoffer, deler av væsker (gasser og væsker). Partikler er kropper med liten indre struktur, behandlet som matematiske punkter i klassisk mekanikk.

Stive legemer har størrelse og form, men beholder en enkelhet nær partikkelen og kan være halvstive (elastiske, flytende).

4 - Fluidmekanikk

Fluidmekanikk beskriver flyt av væsker og gasser. Væskedynamikk er den grenen hvor underdisipliner som aerodynamikk (studiet av luft og andre gasser i bevegelse) og hydrodynamikk (studiet av væsker i bevegelse) dukker opp.

Væskedynamikk er mye brukt: for beregning av krefter og momenter i fly, bestemmelse av massen av petroleumvæsken gjennom rørledningene, i tillegg til prediksjon av værmønstre, kompresjonen av tåler i interstellar rom og kjernefysiske våpens modellering.

Denne grenen tilbyr en systematisk struktur som omfatter empiriske og semi-empiriske lover som stammer fra flytmåling og brukes til å løse praktiske problemer.

Løsningen på et fluid-dynamikkproblem involverer beregning av fluidegenskaper, som strømningshastighet, trykk, tetthet og temperatur, og funksjoner av rom og tid.

5 - Optikk

Optikk tar for seg egenskapene og fenomenene til synlig og usynlig lys og syn. Studer atferden og egenskapene til lys, inkludert dets interaksjoner med materie, i tillegg til å bygge passende instrumenter.

Beskriver oppførselen til synlig, ultrafiolett og infrarødt lys. Siden lys er en elektromagnetisk bølge, har andre former for elektromagnetisk stråling som røntgenstråler, mikrobølger og radiobølger lignende egenskaper.

Denne grenen er relevant for mange beslektede fagområder som astronomi, ingeniørvitenskap, fotografi og medisin (oftalmologi og optometri). De praktiske bruksområdene finnes i en rekke hverdagsobjekter og teknologier, inkludert speil, linser, teleskoper, mikroskoper, lasere og fiberoptikk.

6 - Termodynamikk

Gren av fysikk som studerer effekten av arbeid, varme og energi i et system. Den ble født på 1800-tallet med utseendet til dampmaskinen. Den tar kun for seg storstilt observasjon og respons fra et observerbart og målbart system.

Småskala gassinteraksjoner er beskrevet av den kinetiske teorien om gasser. Metodene utfyller hverandre og blir forklart i termodynamikk eller ved kinetisk teori.

Lovene for termodynamikk er:

• Enthalpy Law : Forholder de forskjellige former for kinetisk og potensiell energi, i et system, med det arbeidet systemet kan gjøre, pluss overføring av varme.
• Dette fører til den andre loven, og til definisjonen av en annen tilstandsvariabel kalt entropiloven .
• Den nullte lov definerer stor-skala termodynamisk likevekt, av temperaturen i motsetning til småskala definisjonen knyttet til den kinetiske energi av molekyler.

Grener av moderne fysikk

7- Kosmologi

Det er studiet av universets strukturer og dynamikk i større skala. Undersøk dens opprinnelse, struktur, evolusjon og endelige destinasjon.

Kosmologi, som vitenskap, oppsto med Copernicus-prinsippet - himmellegemer adlyder fysiske lover som er identiske med jorda - og Newtonsk mekanikk, som gjorde det mulig for oss å forstå disse fysiske lovene.

Fysisk kosmologi begynte i 1915 med utviklingen av Einsteins generelle relativitetsteori, etterfulgt av store observasjonsfunn på 1920-tallet.

Dramatiske fremskritt innen observasjonskosmologi siden 1990-tallet, inkludert den kosmiske mikrobølgebakgrunnen, fjerne supernovaer og rødforskyvninger av galaksen, førte til utviklingen av en standard modell for kosmologi.

Denne modellen holder seg til innholdet i store mengder mørk materie og mørke energier som finnes i universet, hvis natur ennå ikke er godt definert.

8- Kvantemekanikk

Gren av fysikk som studerer atferd og lys, i atom- og subatomær skala. Målet er å beskrive og forklare egenskapene til molekyler og atomer og deres komponenter: elektroner, protoner, nøytroner og andre mer esoteriske partikler som kvarker og gluoner.

Disse egenskapene inkluderer interaksjonen mellom partiklene med hverandre og med elektromagnetisk stråling (lys, røntgenstråler og gammastråler).

Flere forskere bidro til etablering av tre revolusjonære prinsipper som gradvis fikk aksept og eksperimentell verifisering mellom 1900 og 1930.

• Kvantifiserte egenskaper . Plassering, hastighet og farge kan noen ganger bare forekomme i bestemte mengder (som å klikke nummer for nummer). Dette i motsetning til konseptet klassisk mekanikk, som sier at slike egenskaper må eksistere på et flatt, kontinuerlig spektrum. For å beskrive ideen som noen egenskaper klikker, forsket forskere verbet kvantifisere.
• Lette partikler . Forskerne tilbakeviste 200 års eksperimenter ved å postulere at lys kan oppføre seg som en partikkel og ikke alltid "som bølger / bølger i en innsjø."
• Bølger av materie . Materie kan også oppføre seg som en bølge. Dette demonstreres av 30 års eksperimenter som bekrefter at materie (for eksempel elektroner) kan eksistere som partikler.

9- Relativitet

Denne teorien omfatter to teorier om Albert Einstein: spesiell relativitet, som gjelder elementære partikler og deres interaksjoner - som beskriver alle fysiske fenomener bortsett fra tyngdekraft- og generell relativitet som forklarer gravitasjonsloven og dens forhold til andre krefter fra natur.

Det gjelder området kosmologi, astrofysikk og astronomi. Relativitet forvandlet postulatene til fysikk og astronomi i det 20. århundre og forbød 200 år med Newtonian teori.

Han introduserte begreper som romtid som en enhetlig enhet, samtidig relativitet, kinematisk og gravitasjonsutvidelse av tid og lengdegradskontraksjon.

På området fysikk forbedret han vitenskapen om elementære partikler og deres grunnleggende interaksjoner, sammen med innvielsen av kjernealderen.

Kosmologi og astrofysikk spådde ekstraordinære astronomiske fenomener som nøytronstjerner, sorte hull og gravitasjonsbølger.

10-Atomfysikk

Det er et fysikkfelt som studerer atomkjernen, dens interaksjoner med andre atomer og partikler og dens bestanddeler.

11-Biophysics

Formelt sett er det en gren av biologien, selv om den er nært beslektet med fysikk, siden den studerer biologi med fysiske prinsipper og metoder.

12-Astrophysics

Formelt sett er det en gren av astronomi, selv om den er nær beslektet med fysikk, da den studerer stjernenes fysikk, deres sammensetning, evolusjon og struktur.

13-geofysikk

Det er en gren av geografi, selv om den er nært beslektet med fysikk, siden den studerer jorden med fysikkens metoder og prinsipper.

Forskningseksempler fra hver gren

1- Akustikk: UNAM-forskning

Akustikklaboratoriet ved Institutt for fysikk ved Det naturvitenskapelige fakultet ved UNAM driver spesialisert forskning innen utvikling og implementering av teknikker som gjør det mulig å studere akustiske fenomener.

De vanligste eksperimentene inkluderer forskjellige medier med forskjellige fysiske strukturer. Disse mediene kan være væsker, vindtunneler eller bruk av en supersonisk jet.

En undersøkelse som for tiden foregår på UNAM er frekvensspekteret til en gitar, avhengig av hvor den blir truffet. De akustiske signalene som sendes ut av delfiner blir også studert (Forgach, 2017).

2- Elektrisitet og magnetisme: effekt av magnetiske felt i biologiske systemer

Francisco José Caldas District University forsker på effekten av magnetiske felt på biologiske systemer. Alt dette for å identifisere all den tidligere forskningen som er gjort om emnet og for å gi ut ny kunnskap.

Forskning indikerer at jordas magnetfelt er permanent og dynamisk, med vekslende perioder med både høy og lav intensitet.

De snakker også om artene som er avhengige av konfigurasjonen av dette magnetfeltet for å orientere seg, for eksempel bier, maur, laks, hvaler, haier, delfiner, sommerfugler, skilpadder, blant andre (Fuentes, 2004).

3 - Mekanikk: menneskekropp og null tyngdekraft

I mer enn 50 år har NASA forsket på effektene av tyngdekraften på menneskekroppen.

Disse undersøkelsene har tillatt mange astronauter å bevege seg trygt på Månen, eller leve i mer enn ett år på den internasjonale romstasjonen.

NASA-forskningen analyserer de mekaniske effektene som tyngdekraften har på kroppen, med sikte på å redusere dem og sikre at astronauter kan sendes til mer avsidesliggende steder i solsystemet (Strickland & Crane, 2016).

4 - Fluidmekanikk: Leidenfrost effekt

Leidenfrost-effekten er et fenomen som oppstår når en dråpe væske berører en varm overflate, ved en temperatur som er høyere enn kokepunktet.

Doktorgradsstudenter ved University of Liège opprettet et eksperiment for å finne ut effekten av tyngdekraften på fordampningstiden til en væske, og dens oppførsel under denne prosessen.

Overflaten ble opprinnelig oppvarmet og skrått når det var nødvendig. Vanndråpene som ble brukt ble sporet ved hjelp av infrarødt lys, og aktiverte servomotorer hver gang de beveget seg bort fra overflaten sentrum (Research and Science, 2015).

5- Optikk: Ritters observasjoner

Johann Wilhelm Ritter var en tysk farmasøyt og vitenskapsmann, som utførte en rekke medisinske og vitenskapelige eksperimenter. Blant hans mest bemerkelsesverdige bidrag til optikkfeltet er oppdagelsen av ultrafiolett lys.

Ritter baserte sin forskning på oppdagelsen av infrarødt lys av William Herschel i 1800, og bestemte dermed at eksistensen av usynlige lys var mulig og gjennomførte eksperimenter med sølvklorid og forskjellige lysstråler (Cool Cosmos, 2017) .

6- Termodynamikk: termodynamisk solenergi i Latin-Amerika

Denne forskningen fokuserer på studiet av alternative energikilder og varme, for eksempel solenergi, som har som hovedinteresse den termodynamiske projeksjonen av solenergi som en bærekraftig energikilde (Bernardelli, 201).

For dette formålet er studiedokumentet delt inn i fem kategorier:

1- Solstråling og energifordeling på jordoverflaten.

2 - Bruk av solenergi.

3- Bakgrunn og utvikling av bruken av solenergi.

4 - Termodynamiske installasjoner og typer.

5 - Casestudier i Brasil, Chile og Mexico.

7- Kosmologi: Dark Energy Survey

Undersøkelsen om mørk energi eller mørk energiundersøkelse, var en vitenskapelig studie som ble utført i 2015, hvis hovedformål var å måle universets storskala struktur.

Med denne undersøkelsen ble spekteret åpnet for en rekke kosmologiske undersøkelser, som søker å bestemme mengden mørk materie som er til stede i det nåværende universet og dets distribusjon.

På den annen side motsier resultatene produsert av DES de tradisjonelle teoriene om kosmos, utstedt etter Planck-romoppdraget, finansiert av European Space Agency.

Denne forskningen bekreftet teorien om at universet for tiden er sammensatt av 26% mørk materie.

Det ble også utviklet posisjonskart som målte strukturen til 26 millioner fjerne galakser (Bernardo, 2017).

8- Kvantemekanikk: informasjonsteori og kvanteberegning

Denne forskningen søker å undersøke to nye vitenskapelige områder, for eksempel informasjon og kvanteberegning. Begge teoriene er grunnleggende for fremme av telekommunikasjons- og informasjonsbehandlingsenheter.

Denne studien presenterer den nåværende tilstanden for kvanteberegning, støttet av fremskritt gjort av Group of Quantum Computation (GQC) (López), en institusjon dedikert til å holde foredrag og generere kunnskap om emnet, basert på den første Turings postulater om databehandling.

9- Relativitet: Icarus-eksperiment

Den eksperimentelle forskningen fra Icarus, utført i laboratoriet i Gran Sasso, Italia, ga beroligelse til den vitenskapelige verden ved å verifisere at Einsteins relativitetsteori er sann.

Denne forskningen målte hastigheten til syv nøytrinoer med en lysstråle levert av European Center for Nuclear Research (CERN), og konkluderte med at nøytrinoer ikke overskrider lysets hastighet, som det ble konkludert i tidligere eksperimenter i samme laboratorium.

Disse resultatene var motsatt av de som ble oppnådd i tidligere eksperimenter av CERN, som i tidligere år hadde konkludert med at nøytrinoer reiste 730 kilometer raskere enn lys.

Angivelig skyldes konklusjonen som tidligere ble gitt av CERN, en dårlig GPS-tilkobling på det tidspunktet eksperimentet ble utført (El tiempo, 2012).

referanser

1. Hvordan er klassisk fysikk forskjellig fra moderne fysikk? Gjenopprettet på reference.com.
2. Elektrisitet og magnetisme. World of Earth Science. Copyright 2003, The Gale Group, Inc. Hentet på encyclopedia.com.
3. Mekanikk. Gjenopprettet på wikipedia.org.
4. Fluid Dynamics. Gjenopprettet på wikipedia.org.
5. Optikk. Definisjon. Gjenopprettet på dictionary.com.
6. Optikk. McGraw-Hill leksikon for vitenskap og teknologi (5. utg.). McGraw-Hill. 1993.
7. Optikk. Gjenopprettet på wikipedia.org.
8. Hva er termodynamikk? Gjenopprettet på grc.nasa.gov.
9. Einstein A. (1916). Relativitet: Den spesielle og generelle teorien. Gjenopprettet på wikipedia.org.
10. Will, Clifford M (2010). "Relativt". Grolier Multimedia Encyclopedia. Gjenopprettet på wikipedia.org.
11. Hva er beviset for Big Bang? Gjenopprettet ved astro.ucla.edu.
12. Planck avslører og nesten perfekt univers. Gjenopprettet i esa.int.