KLASSISEN JA MODERNIN FYSIIKAN 13 HAARAA - FYYSINEN - 2025

Niistä oksat klassisen ja modernin fysiikan voimme korostaa akustiikka, optiikka tai mekaniikka alkeellisin kenttään ja kosmologia, kvanttimekaniikka tai suhteellisuusteoria niissä uudemman sovelluksen.

Klassinen fysiikka kuvaa teorioita, jotka on kehitetty ennen vuotta 1900, ja nykyaikaista fysiikkaa tapahtumia, jotka tapahtuivat vuoden 1900 jälkeen. Klassinen fysiikka käsittelee ainetta ja energiaa makroasteikolla, tarvitsematta kuitenkaan tutkia monimutkaisempia kvantitutkimuksia. modernin fysiikan.

Max Planck, yksi historian tärkeimmistä tutkijoista, merkitsi klassisen fysiikan loppua ja modernin fysiikan alkua kvanttimekaniikalla.

Klassisen fysiikan haarat

1- Akustiikka

Korva on par excellence -biologinen instrumentti tiettyjen aallon värähtelyjen vastaanottamiseksi ja niiden tulkitsemiseksi ääninä.

Äänen (kaasujen, nesteiden ja kiinteiden aineiden mekaaniset aallot) tutkimukseen liittyvä akustiikka liittyy äänen tuottamiseen, hallintaan, siirtoon, vastaanottoon ja vaikutuksiin.

Akustinen tekniikka sisältää musiikin, geologisten, ilmakehän ja vedenalaisten ilmiöiden tutkimuksen.

Psykoakustika tutkii äänen fysikaalisia vaikutuksia biologisiin järjestelmiin, jotka ovat läsnä sen jälkeen, kun Pythagoras kuuli ensimmäistä kertaa värähtelevien kielien ja vasarojen äänet, jotka osuivat ala-alueisiin 6. vuosisadalla eKr. Mutta järkyttävin kehitys lääketieteessä on ultraäänitekniikka.

2 - Sähkö ja magnetismi

Sähkö ja magnetismi tulevat yhdestä sähkömagneettisesta voimasta. Sähkömagneettisuus on fysiikan haara, joka kuvaa sähkön ja magnetismin vuorovaikutusta.

Magneettikenttä syntyy liikkuvasta sähkövirrasta ja magneettikenttä voi indusoida varausten (sähkövirta) liikkumista. Sähkömagnetismin säännöt selittävät myös geomagneettiset ja sähkömagneettiset ilmiöt kuvaavat kuinka atomien varautuneet hiukkaset ovat vuorovaikutuksessa.

Aikaisemmin sähkömagneettisuutta koettiin salaman ja sähkömagneettisen säteilyn vaikutuksen perusteella valotehona.

Magnetismia on jo pitkään käytetty kompassi-opastetun navigoinnin perustavana välineenä.

Muinaiset roomalaiset havaitsivat levossa tapahtuvien sähkövarausten ilmiön, joka havaitsi tavan, jolla hierottu kampa houkutteli hiukkasia. Positiivisten ja negatiivisten maksujen yhteydessä, kuten maksut hylkivät, ja erilaiset maksut houkuttelevat.

Saatat olla kiinnostunut lisätietoja tästä aiheesta etsimällä kahdeksan tyyppisiä sähkömagneettisia aaltoja ja niiden ominaisuuksia.

3 - mekaniikka

Se liittyy fyysisten elinten käyttäytymiseen, kun ne joutuvat voimiin tai siirtymiin, ja ruumiiden myöhempiin vaikutuksiin ympäristössä.

Modernismin kynnyksellä tutkijat Jayam, Galileo, Kepler ja Newton loivat perustan sille, joka nykyään tunnetaan klassisena mekaniikkana.

Tämä alaosa käsittelee voimien liikkumista esineissä ja hiukkasissa, jotka ovat levossa tai liikkuvat huomattavasti hitaammin kuin valo. Mekaniikka kuvaa kehon luonnetta.

Termi runko sisältää hiukkaset, ammukset, avaruusalukset, tähdet, koneiden osat, kiinteiden aineiden osat, nesteiden (kaasut ja nesteet) osat. Hiukkaset ovat rungot, joilla on vähän sisäistä rakennetta, ja niitä käsitellään matemaattisina pisteinä klassisessa mekaniikassa.

Jäykillä kappaleilla on koko ja muoto, mutta ne säilyttävät yksinkertaisuuden lähellä hiukkasia ja voivat olla puolijäykkiä (joustavia, nestemäisiä).

4- Nestemekaniikka

Nestemekaniikka kuvaa nesteiden ja kaasujen virtausta. Nesteen dynamiikka on haara, josta ilmenevät osa-alueet, kuten aerodynamiikka (liikkeessä olevan ilman ja muiden kaasujen tutkimus) ja hydrodynamiikka (liikkeessä olevien nesteiden tutkimus).

Nesteen dynamiikkaa käytetään laajasti: lentokoneiden voimien ja momenttien laskemiseen, öljynesteen massan määrittämiseen putkilinjojen läpi, sääkuvien ennustamisen lisäksi, sumun puristamiseen tähtienvälinen avaruus- ja ydinaseiden halkaisujen mallintaminen.

Tämä haara tarjoaa systemaattisen rakenteen, joka kattaa empiiriset ja semi-empiiriset lait, jotka johdetaan virtauksen mittauksesta ja joita käytetään käytännön ongelmien ratkaisemiseen.

Nesteen dynamiikkaongelman ratkaisu sisältää nesteominaisuuksien, kuten virtausnopeuden, paineen, tiheyden ja lämpötilan sekä tilan ja ajan funktioiden, laskemisen.

5- Optiikka

Optiikka käsittelee näkyvän ja näkymättömän valon ja kuvan ominaisuuksia ja ilmiöitä. Tutki valon käyttäytymistä ja ominaisuuksia, mukaan lukien sen vuorovaikutusta aineen kanssa, sopivien instrumenttien rakentamisen lisäksi.

Kuvailee näkyvän, ultravioletti- ja infrapunavalon käyttäytymistä. Koska valolla on sähkömagneettista aaltoa, muillakin sähkömagneettisen säteilyn muodoilla, kuten röntgensäteillä, mikroaalloilla ja radioaalloilla, on samanlaiset ominaisuudet.

Tämä haara on merkityksellinen monille sukulaisille tieteenaloille, kuten tähtitiede, tekniikka, valokuvaus ja lääketiede (oftalmologia ja optometria). Sen käytännön sovelluksia löytyy monista arjen esineistä ja tekniikoista, mukaan lukien peilit, linssit, kaukoputket, mikroskoopit, laserit ja kuituoptiikka.

6- Termodynamiikka

Fysiikan haara, joka tutkii työn, lämmön ja energian vaikutuksia järjestelmässä. Se syntyi 1800-luvulla höyrykoneen ilmeen. Se käsittelee vain havaittavan ja mitattavan järjestelmän laajamittaista havainnointia ja reagointia.

Kaasujen kineettinen teoria kuvaa pienimuotoisia kaasuvuorovaikutuksia. Menetelmät täydentävät toisiaan ja selitetään termodynamiikan tai kineettisen teorian avulla.

Termodynamiikan lait ovat:

• Entalpialaki: Yhdistää järjestelmän kineettisen ja potentiaalisen energian eri muodot työhön, jonka järjestelmä voi tehdä, plus lämmönsiirtoon.
• Tämä johtaa toiseen lakiin ja toisen tilamuuttujan, nimeltään entropialaki, määritelmään.
• Nollannen laki määrittää suuren mittakaavan termodynaaminen tasapaino, lämpötilan toisin kuin pienen mittakaavan määritelmä liittyvä kineettinen energia molekyylejä.

Nykyaikaiset fysiikat

7- kosmologia

Se on maailmankaikkeuden rakenteiden ja dynamiikan tutkimus laajemmassa mittakaavassa. Tutki sen alkuperä, rakenne, kehitys ja lopullinen määränpää.

Kosmologia tieteenä sai alkunsa Copernicus-periaatteesta - taivaankappaleet noudattavat fysikaalisia lakeja, jotka ovat samanlaisia ​​kuin maan päällä - ja Newtonin mekaniikkaan, jotka antoivat meille mahdollisuuden ymmärtää nämä fyysiset lait.

Fyysinen kosmologia alkoi vuonna 1915 kehittämällä Einsteinin yleistä suhteellisuusteoriaa, jota seurasi suuria havainnollisia löytöjä 1920-luvulla.

Dramaattiset edistysaskeleet havainnollistavassa kosmologiassa 1990-luvulta lähtien, mukaan lukien kosmisen mikroaaltotausta, kaukana olevat supernovat ja galaksin punasiirtymät, johtivat kosmologian standardimallin kehittämiseen.

Tämä malli noudattaa suuria määriä maailmankaikkeudessa olevia pimeitä aineita ja pimeitä energioita, joiden luonnetta ei ole vielä määritelty.

8- Kvanttimekaniikka

Fysiikan haara, joka tutkii aineen ja valon käyttäytymistä atomi- ja subatomiataidoissa. Sen tarkoituksena on kuvata ja selittää molekyylien ja atomien ja niiden komponenttien ominaisuudet: elektronit, protonit, neutronit ja muut esoteeriset hiukkaset, kuten kvarkit ja gluonit.

Nämä ominaisuudet sisältävät hiukkasten vuorovaikutukset toistensa kanssa ja sähkömagneettisen säteilyn (valo-, röntgen- ja gammasäteet) kanssa.

Useat tutkijat auttoivat perustamaan kolme vallankumouksellista periaatetta, jotka saivat vähitellen hyväksynnän ja kokeellisen varmennuksen vuosina 1900 - 1930.

• Määrälliset ominaisuudet. Sijaintia, nopeutta ja väriä voi joskus esiintyä vain tietyissä määrissä (kuten napsauttamalla numeroa numeron mukaan). Tämä on vastoin klassisen mekaniikan käsitettä, jonka mukaan tällaisten ominaisuuksien on oltava olemassa tasaisella, jatkuvalla spektrillä. Kuvaamaan ajatusta siitä, että jotkut ominaisuudet napsauttavat, tutkijat kertoivat verbin kvantifioimaan.
• Kevyet hiukkaset. Tutkijat kiistivät 200 vuoden kokeilut postuloimalla, että valo voi käyttäytyä hiukkasen tavoin eikä aina "kuin aallot / järvet".
• Aineen aallot. Aine voi myös käyttäytyä kuin aalto. Tämä on osoitettu 30 vuoden kokeilla, jotka vakuuttavat, että aine (kuten elektronit) voi esiintyä hiukkasina.

9 - suhteellisuus

Tämä teoria kattaa kaksi Albert Einsteinin teoriaa: erityinen suhteellisuusteoria, jota sovelletaan alkuainehiukkasiin ja niiden vuorovaikutukseen - kuvaileen kaikkia fyysisiä ilmiöitä paitsi painovoimaa - ja yleinen suhteellisuusteoria, joka selittää painovoimalain ja sen suhteen muihin luonto.

Se koskee kosmologian, astrofysiikan ja tähtitieteen valtakuntaa. Suhteellisuusteoria muutti fysiikan ja tähtitieteen postulaatteja 1900-luvulla ja karkotti 200 vuotta Newtonin teoriaa.

Hän esitteli käsitteet, kuten avaruusaika yhtenä kokonaisuutena, samanaikaisuusrelatiivisuus, ajan kinemaattinen ja painovoimainen dilaatio sekä pituuspiirin supistuminen.

Fysiikan alalla hän paransi alkuainehiukkasten ja niiden perustavanlaatuisen vuorovaikutustieteen tutkimusta ydinajan alkamisen myötä.

Kosmologia ja astrofysiikka ennustivat poikkeuksellisia tähtitieteellisiä ilmiöitä, kuten neutronitähtiä, mustia aukkoja ja gravitaatioaaltoja.

10-ydinfysiikka

Se on fysiikan ala, joka tutkii atomin ydintä, sen vuorovaikutusta muiden atomien ja hiukkasten kanssa ja sen ainesosia.

11-Biofysiikka

Muodollisesti se on biologian ala, vaikka se liittyy läheisesti fysiikkaan, koska se opiskelee biologiaa fyysisillä periaatteilla ja menetelmillä.

12-Astrofysiikka

Muodollisesti se on tähtitieteen haara, vaikka se liittyy läheisesti fysiikkaan, koska se tutkii tähtijen fysiikkaa, niiden koostumusta, evoluutiota ja rakennetta.

13-Geophysics

Se on maantieteen haara, vaikka se liittyy läheisesti fysiikkaan, koska se tutkii maata fysiikan menetelmillä ja periaatteilla.

Tutkimusesimerkkejä kustakin haarasta

1- Akustiikka: UNAM-tutkimus

UNAM: n luonnontieteellisen tiedekunnan fysiikan laitoksen akustiikkalaboratorio tekee erikoistuneita tutkimuksia akustisten ilmiöiden opiskelua mahdollisten tekniikoiden kehittämiseksi ja toteuttamiseksi.

Yleisimmät kokeet sisältävät erilaisia ​​väliaineita, joilla on erilaiset fysikaaliset rakenteet. Nämä välineet voivat olla nesteitä, tuulitunneleita tai ylääänen suihkun käyttöä.

UNAMissa parhaillaan käynnissä oleva tutkimus on kitaran taajuusspektri sen mukaan, mihin sitä lyö. Myös delfiinien lähettämiä akustisia signaaleja tutkitaan (Forgach, 2017).

2 - Sähkö ja magneettisuus: magneettikenttien vaikutus biologisissa järjestelmissä

Francisco José Caldasin yliopisto suorittaa tutkimuksia magneettikenttien vaikutuksesta biologisiin järjestelmiin. Kaikki tämä kaiken aiemman aiheeseen liittyvän tutkimuksen tunnistamiseksi ja uuden tiedon tuottamiseksi.

Tutkimukset osoittavat, että maapallon magneettikenttä on pysyvä ja dynaaminen, vuorotellen sekä korkean että matalan intensiteetin ajanjaksojen kanssa.

He puhuvat myös lajeista, jotka riippuvat tämän magneettikentän konfiguraatiosta orientoitumiseen, kuten mehiläiset, muurahaiset, lohi, valaat, hait, delfiinit, perhoset, kilpikonnat, mm. (Fuentes, 2004).

3 - Mekaniikka: ihmisen ruumis ja nollapaino

Yli 50 vuoden ajan NASA on tutkinut nollapainon vaikutuksia ihmiskehoon.

Nämä tutkimukset ovat antaneet monille astronauteille mahdollisuuden liikkua turvallisesti Kuulla tai elää yli vuoden ajan kansainvälisellä avaruusasemalla.

NASA-tutkimus analysoi nollapainon mekaanisia vaikutuksia kehoon tavoitteena vähentää niitä ja varmistaa, että astronautit voidaan lähettää kauempana oleviin paikkoihin aurinkojärjestelmässä (Strickland & Crane, 2016).

4- Nestemekaniikka: Leidenfrost-vaikutus

Leidenfrost-ilmiö on ilmiö, joka tapahtuu, kun tippa nestettä koskettaa kuumaa pintaa lämpötilassa, joka on korkeampi kuin sen kiehumispiste.

Liègen yliopiston jatko-opiskelijat loivat kokeilun saadakseen selville painovoiman vaikutukset nesteen haihtumisaikaan ja sen käyttäytymiseen prosessin aikana.

Pinta lämmitettiin alun perin ja kalteva tarvittaessa. Käytettyjä vesipisaroita seurattiin infrapunavalon avulla aktivoimalla servomoottorit joka kerta, kun ne siirtyivät pois pinnan keskustasta (Research and Science, 2015).

5- Optiikka: Ritterin havainnot

Johann Wilhelm Ritter oli saksalainen apteekki ja tutkija, joka teki lukuisia lääketieteellisiä ja tieteellisiä kokeita. Yksi hänen merkittävimmistä panoksistaan ​​optiikan alalla on ultraviolettivalon löytäminen.

Ritter perusti tutkimuksensa William Herschelin vuonna 1800 löytämään infrapunavaloon, määrittäen siten näkymättömien valojen olemassaolon ja suorittamalla kokeita hopeakloridilla ja erilaisilla valonsäteillä (Cool Cosmos, 2017).

6- Termodynamiikka: termodynaaminen aurinkoenergia Latinalaisessa Amerikassa

Tässä tutkimuksessa keskitytään vaihtoehtoisten energialähteiden, kuten aurinkoenergian, tutkimiseen, joiden tärkein aihe on aurinkoenergian termodynaaminen ennuste kestäväksi energialähteeksi (Bernardelli, 201).

Tätä tarkoitusta varten tutkimusdokumentti on jaettu viiteen luokkaan:

1- Auringon säteily ja energian jakautuminen maan pinnalla.

2 - Aurinkoenergian käyttö.

3 - Aurinkoenergian käytön tausta ja kehitys.

4- Termodynaamiset asennukset ja tyypit.

5 - Tapaustutkimukset Brasiliassa, Chilessä ja Meksikossa.

7- Kosmologia: Dark Energy Survey

Dark Energy Survey tai Dark Energy Survey oli vuonna 2015 tehty tieteellinen tutkimus, jonka päätarkoitus oli mitata maailmankaikkeuden laaja-alaista rakennetta.

Tämän tutkimuksen avulla spektri avattiin lukuisille kosmologisille tutkimuksille, joiden tarkoituksena on määrittää nykyisessä universumissa olevan pimeän aineen määrä ja sen jakautuminen.

Toisaalta DES: n tuottamat tulokset ovat ristiriidassa Euroopan avaruusjärjestön rahoittamien perinteisten teorioiden kanssa kosmosta, jotka julkaistiin Planckin avaruusmatkan jälkeen.

Tämä tutkimus vahvisti teoriaa, jonka mukaan maailmankaikkeus koostuu tällä hetkellä 26%: sta pimeästä aineesta.

Lisäksi kehitettiin paikannuskarttoja, jotka mittasivat tarkasti 26 miljoonan etäisyyden galaksien rakenteen (Bernardo, 2017).

8- Kvanttimekaniikka: informaatioteoria ja kvanttilaskenta

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on tutkia kahta uutta tieteen alaa, kuten informaatiota ja kvanttilaskentaa. Molemmat teoriat ovat perustavan tärkeitä televiestinnän ja tietojenkäsittelylaitteiden kehitykselle.

Tämä tutkimus esittelee kvanttilaskennan nykytilan, jota tukee Quantum Computation (GQC) (López) -ryhmän, laitoksen, joka on keskittynyt keskustelemaan ja tuottamaan aiheesta tietoa, ennakkoluulot perustuen ensimmäiseen Turingin postulaatit laskennasta.

9 - Relatiivisuus: Icarus-koe

Icarus-kokeellinen tutkimus, joka suoritettiin Gran Sasso -laboratoriossa, Italiassa, toi vakuutuksen tiedemaailmaan varmentamalla Einsteinin suhteellisuusteorian olevan totta.

Tämä tutkimus mittasi seitsemän neutriinin nopeutta Euroopan ydintutkimuskeskuksen (CERN) tarjoamalla valonsäteellä, johtopäätöksenä, että neutriinot eivät ylitä valon nopeutta, kuten jo aiemmissa saman laboratorion kokeissa oli päätelty.

Nämä tulokset olivat päinvastaisia ​​kuin aikaisemmissa CERN: n kokeissa saadut tulokset, jotka olivat aikaisempina vuosina todenneet, että neutriinot kulkivat 730 kilometriä valoa nopeammin.

Ilmeisesti CERNin aiemmin antama johtopäätös johtui heikosta GPS-yhteydestä kokeen suorittamishetkellä (El tiempo, 2012).

Viitteet

1. Kuinka klassinen fysiikka eroaa modernista fysiikasta? Palautettu osoitteessa reference.com.
2. Sähkö ja magneettisuus. Maan tiedemaailma. Tekijänoikeus 2003, The Gale Group, Inc. Haettu tietosanakirjassa.
3. Mekaniikka. Palautettu osoitteeseen wikipedia.org.
4. Neste dynamiikkaa. Palautettu osoitteeseen wikipedia.org.
5. Optiikka. Määritelmä. Palautettu sanakirjaan.com.
6. Optiikka. McGraw-Hillin tieteen ja tekniikan tietosanakirja (5. painos). McGraw-Hill. 1993.
7. Optiikka. Palautettu osoitteeseen wikipedia.org.
8. Mikä on termodynamiikka? Palautettu osoitteessa grc.nasa.gov.
9. Einstein A. (1916). Suhteellisuusteoria: Erityinen ja yleinen teoria. Palautettu osoitteeseen wikipedia.org.
10. Will, Clifford M (2010). "Suhteellisuusteoria". Grolier Multimedia Encyclopedia. Palautettu osoitteeseen wikipedia.org.
11. Mitä todisteita Big Bangista on? Palautettu osoitteeseen astro.ucla.edu.
12. Planck paljastaa ja lähes täydellisen maailmankaikkeuden. Palautettu esa.intiin.