DE 13 GRENE AF KLASSISK OG MODERNE FYSIK - FYSISK

Blandt grene af klassisk og moderne fysik kan vi fremhæve akustik, optik eller mekanik inden for det mest primitive felt og kosmologi, kvantemekanik eller relativitet i de nyere anvendelsesområder.

Klassisk fysik beskriver teorier, der er udviklet før 1900, og moderne fysik begivenhederne, der opstod efter 1900. Klassisk fysik beskæftiger sig med stof og energi i en makroskala uden at gå dybt ind i de mere komplekse undersøgelser af kvante. af moderne fysik.

Max Planck, en af de vigtigste videnskabsfolk i historien, markerede afslutningen på klassisk fysik og begyndelsen på moderne fysik med kvantemekanik.

Filialer af klassisk fysik

1- Akustik

Øret er det biologiske instrument par excellence til at modtage visse bølgevibrationer og fortolke dem som lyd.

Akustik, der beskæftiger sig med studiet af lyd (mekaniske bølger i gasser, væsker og faste stoffer), er relateret til produktion, kontrol, transmission, modtagelse og effekter af lyd.

Akustisk teknologi inkluderer musik, undersøgelse af geologiske, atmosfæriske og undervandsfænomener.

Psykoakustik studerer de fysiske virkninger af lyd på biologiske systemer, der er til stede, siden Pythagoras for første gang hørte lydene af vibrerende strenge og hammere, der rammer ambolt i det 6. århundrede f.Kr. Men den mest chokerende udvikling inden for medicin er ultralydteknologi.

2 - Elektricitet og magnetisme

Elektricitet og magnetisme kommer fra en enkelt elektromagnetisk kraft. Elektromagnetisme er en gren af fysisk videnskab, der beskriver samspillet mellem elektricitet og magnetisme.

Magnetfeltet oprettes af en bevægelig elektrisk strøm, og et magnetfelt kan inducere bevægelse af ladninger (elektrisk strøm). Reglerne for elektromagnetisme forklarer også geomagnetiske og elektromagnetiske fænomener og beskriver, hvordan ladede partikler af atomer interagerer.

Tidligere blev elektromagnetisme oplevet på grundlag af virkningerne af lyn og elektromagnetisk stråling som en lyseffekt.

Magnetisme er længe blevet brugt som et grundlæggende instrument til kompasstyret navigation.

Fænomenet med elektriske ladninger i hvile blev opdaget af de gamle romere, der observerede den måde, hvorpå en gnidet kam tiltrækkede partikler. I forbindelse med positive og negative gebyrer, som afgifter, frastøder, og forskellige afgifter tiltrækker.

Du kan være interesseret i at vide mere om dette emne ved at opdage de 8 typer elektromagnetiske bølger og deres egenskaber.

3 - Mekanik

Det er relateret til fysiske kroppers opførsel, når de udsættes for kræfter eller forskydninger, og de efterfølgende virkninger af organerne i deres miljø.

Ved modernismens daggry lagde forskere Jayam, Galileo, Kepler og Newton grundlaget for det, der nu er kendt som klassisk mekanik.

Denne underdisciplin beskæftiger sig med bevægelse af kræfter på genstande og partikler, der er i ro eller bevæger sig med hastigheder, der er betydeligt langsommere end for lys. Mekanik beskriver kroppernes art.

Udtrykket krop omfatter partikler, projektiler, rumskibe, stjerner, maskindele, dele af faste stoffer, dele af væsker (gasser og væsker). Partikler er kroppe med lille indre struktur, der behandles som matematiske punkter i klassisk mekanik.

Stive legemer har størrelse og form, men bevarer en enkelhed tæt på partiklen og kan være halvstive (elastiske, flydende).

4 - Fluidmekanik

Fluidmekanik beskriver strømmen af væsker og gasser. Væskedynamik er den gren, hvorfra subdiscipliner som aerodynamik (studiet af luft og andre gasser i bevægelse) og hydrodynamik (studiet af væsker i bevægelse) dukker op.

Væskedynamik anvendes bredt: til beregning af kræfter og øjeblikke i fly, bestemmelse af massen af petroleumsfluid gennem rørledningerne, ud over forudsigelse af vejrmønstre, komprimering af nebler i interstellar rum og modellering af nukleare våben.

Denne gren tilbyder en systematisk struktur, der omfatter empiriske og semi-empiriske love afledt af flowmåling og brugt til at løse praktiske problemer.

Løsningen på et fluiddynamikproblem involverer beregning af fluidegenskaber, såsom strømningshastighed, tryk, densitet og temperatur samt rum og tids funktioner.

5 - Optik

Optik beskæftiger sig med egenskaber og fænomener ved synligt og usynligt lys og vision. Undersøg opførsel og egenskaber ved lys, inklusive dets interaktion med stof, ud over at bygge passende instrumenter.

Beskriver opførsel af synligt, ultraviolet og infrarødt lys. Da lys er en elektromagnetisk bølge, har andre former for elektromagnetisk stråling såsom røntgenstråler, mikrobølger og radiobølger lignende egenskaber.

Denne afdeling er relevant for mange beslægtede discipliner som astronomi, ingeniørarbejde, fotografering og medicin (oftalmologi og optometri). Dets praktiske anvendelser findes i en række hverdagsobjekter og teknologier, herunder spejle, linser, teleskoper, mikroskoper, lasere og fiberoptik.

6- Termodynamik

Gren af fysik, der studerer virkningerne af arbejde, varme og energi i et system. Det blev født i det 19. århundrede med udseendet af dampmaskinen. Den beskæftiger sig kun med storstilet observation og respons fra et observerbart og målbart system.

Småskala gasinteraktioner er beskrevet af den kinetiske teori om gasser. Metoderne komplementerer hinanden og forklares med termodynamik eller kinetisk teori.

Termodynamikens love er:

Enthalpy Law: Forholder de forskellige former for kinetisk og potentiel energi i et system med det arbejde, systemet kan udføre, plus overførsel af varme.
Dette fører til den anden lov og til definitionen af en anden tilstandsvariabel kaldet entropiloven.
Den nulte lov definerer storstilet termodynamiske ligevægt, af temperatur i modsætning til den lille skala definition relateret til den kinetiske energi af molekyler.

Grener af moderne fysik

7- Kosmologi

Det er studiet af universets strukturer og dynamik i større skala. Undersøg dets oprindelse, struktur, udvikling og slutdestination.

Kosmologi, som videnskab, stammede fra Copernicus-princippet - himmellegemer adlyder fysiske love, der er identiske med jordens - og Newtonsk mekanik, som gjorde det muligt for os at forstå disse fysiske love.

Fysisk kosmologi begyndte i 1915 med udviklingen af Einsteins generelle relativitetsteori, efterfulgt af store observationsopdagelser i 1920'erne.

Dramatiske fremskridt inden for den observationelle kosmologi siden 1990'erne, inklusive den kosmiske mikrobølgebakgrund, fjerne supernovaer og rødskift opstand fra galaksen, førte til udviklingen af en standardmodel for kosmologi.

Denne model overholder indholdet af store mængder mørkt stof og mørke energier indeholdt i universet, hvis natur endnu ikke er defineret godt.

8- Kvantemekanik

Afdeling af fysik, der studerer opførsel af stof og lys i atom- og subatomær skala. Dets mål er at beskrive og forklare egenskaberne ved molekyler og atomer og deres komponenter: elektroner, protoner, neutroner og andre mere esoteriske partikler såsom kvarker og gluoner.

Disse egenskaber inkluderer interaktioner mellem partiklerne med hinanden og med elektromagnetisk stråling (lys, røntgenstråler og gammastråler).

Flere forskere bidrog til oprettelsen af tre revolutionære principper, som gradvist fik accept og eksperimentel verifikation mellem 1900 og 1930.

Kvantificerede egenskaber. Placering, hastighed og farve kan undertiden kun forekomme i bestemte mængder (som at klikke nummer for nummer). Dette i modsætning til begrebet klassisk mekanik, der siger, at sådanne egenskaber skal eksistere på et fladt, kontinuerligt spektrum. For at beskrive ideen om, at nogle egenskaber klikker, opfandt forskere verbet kvantificer.
Lette partikler. Forskerne tilbageviste 200 års eksperimenter ved at postulere, at lys kan opføre sig som en partikel og ikke altid "som bølger / bølger i en sø."
Bølger af stof. Materiale kan også opføre sig som en bølge. Dette demonstreres ved 30 års eksperimenter, der bekræfter, at stof (såsom elektroner) kan eksistere som partikler.

9- Relativitet

Denne teori omfatter to teorier om Albert Einstein: særlig relativitet, der gælder for elementære partikler og deres interaktioner - der beskriver alle fysiske fænomener undtagen tyngdekraft og generel relativitet, der forklarer gravitationsloven og dens forhold til andre kræfter i natur.

Det gælder kosmologi, astrofysik og astronomi. Relativitet transformerede fysikens og astronomiens postulater i det 20. århundrede og forbandt 200 års Newtonsk teori.

Han introducerede koncepter som rumtid som en samlet enhed, samtidig relativitet, kinematisk og gravitationsudvidelse af tid og længdegradskontraktion.

På fysikområdet forbedrede han videnskaben om elementære partikler og deres grundlæggende interaktioner sammen med indvielsen af den nukleare tidsalder.

Kosmologi og astrofysik forudsagde ekstraordinære astronomiske fænomener som neutronstjerner, sorte huller og tyngdekraftsbølger.

10-Kernefysik

Det er et felt inden for fysik, der studerer atomkernen, dets interaktion med andre atomer og partikler og dets bestanddele.

11-Biofysik

Formelt er det en gren af biologien, skønt den er tæt knyttet til fysik, da den studerer biologi med fysiske principper og metoder.

12-Astrophysics

Formelt er det en gren af astronomi, skønt den er tæt knyttet til fysik, da den studerer stjernenes fysik, deres sammensætning, udvikling og struktur.

13-Geofysik

Det er en gren af geografi, selvom den er tæt knyttet til fysik, da den studerer Jorden med fysikens metoder og principper.

Forskningseksempler fra hver gren

1- Akustik: UNAM-forskning

Akustiklaboratoriet ved Institut for Fysik ved Det Naturvidenskabelige Fakultet ved UNAM udfører specialiseret forskning i udvikling og implementering af teknikker, der gør det muligt at studere akustiske fænomener.

De mest almindelige eksperimenter inkluderer forskellige medier med forskellige fysiske strukturer. Disse medier kan være væsker, vindtunneler eller brug af en supersonisk jet.

En undersøgelse, der i øjeblikket finder sted hos UNAM, er frekvensspektret af en guitar, afhængigt af hvor den er slået. De akustiske signaler, der udsendes af delfiner, studeres også (Forgach, 2017).

2- Elektricitet og magnetisme: virkning af magnetiske felter i biologiske systemer

Francisco José Caldas District University forsker på effekten af magnetiske felter på biologiske systemer. Alt dette for at identificere al den tidligere forskning, der er foretaget om emnet, og for at udstede ny viden.

Forskning viser, at Jordens magnetfelt er permanent og dynamisk, med skiftende perioder med både høj og lav intensitet.

De taler også om de arter, der afhænger af dette magnetfelts konfiguration for at orientere sig, såsom bier, myrer, laks, hvaler, hajer, delfiner, sommerfugle, skildpadder, blandt andre (Fuentes, 2004).

3 - Mekanik: menneskelig krop og ingen tyngdekraft

I mere end 50 år har NASA undersøgt virkningerne af tyngdekraften på menneskekroppen.

Disse undersøgelser har gjort det muligt for mange astronauter at bevæge sig sikkert på Månen eller leve i mere end et år på den internationale rumstation.

NASA-forskning analyserer de mekaniske effekter, som nul tyngdekraft har på kroppen, med det formål at reducere dem og sikre, at astronauter kan sendes til mere fjerntliggende steder i solsystemet (Strickland & Crane, 2016).

4- Fluidmekanik: Leidenfrost-effekt

Leidenfrost-effekten er et fænomen, der finder sted, når en dråbe væske berører en varm overflade, ved en temperatur, der er højere end kogepunktet.

Doktorander på University of Liège oprettede et eksperiment for at finde ud af virkningerne af tyngdekraften på en fordampningstid for en væske og dens opførsel under denne proces.

Overfladen blev oprindeligt opvarmet og skråtstillet, når det var nødvendigt. De anvendte vanddråber blev sporet ved hjælp af infrarødt lys, hvilket aktiverede servomotorer, hver gang de flyttede væk fra centrum af overfladen (Research and Science, 2015).

5- Optik: Ritter's observationer

Johann Wilhelm Ritter var en tysk farmaceut og videnskabsmand, der udførte adskillige medicinske og videnskabelige eksperimenter. Blandt hans mest bemærkelsesværdige bidrag til området optik er opdagelsen af ultraviolet lys.

Ritter baserede sin forskning på opdagelsen af infrarødt lys af William Herschel i 1800, hvorved han bestemte, at eksistensen af usynlige lys var mulig og gennemførte eksperimenter med sølvchlorid og forskellige lysstråler (Cool Cosmos, 2017).

6- Termodynamik: termodynamisk solenergi i Latinamerika

Denne forskning fokuserer på studiet af alternative energikilder og varme, såsom solenergi, der har den største interesse for den termodynamiske projektion af solenergi som en bæredygtig energikilde (Bernardelli, 201).

Til dette formål er studiedokumentet opdelt i fem kategorier:

1- Solstråling og energifordeling på jordoverfladen.

2 - Anvendelse af solenergi.

3- Baggrund og udvikling af anvendelsen af solenergi.

4- Termodynamiske installationer og typer.

5 - Casestudier i Brasilien, Chile og Mexico.

7- Kosmologi: Dark Energy Survey

Undersøgelsen om mørk energi eller mørk energiundersøgelse var en videnskabelig undersøgelse, der blev udført i 2015, hvis hovedformål var at måle universets storskala struktur.

Med denne undersøgelse blev spektret åbnet for adskillige kosmologiske undersøgelser, der søger at bestemme mængden af mørkt stof, der er til stede i det nuværende univers og dets fordeling.

På den anden side modsiger de resultater, der er produceret af DES, de traditionelle teorier om kosmos, der blev udstedt efter Planck-rummissionen, finansieret af Den Europæiske Rumorganisation.

Denne undersøgelse bekræftede teorien om, at universet i øjeblikket er sammensat af 26% mørkt stof.

Der blev også udviklet positioneringskort, der præcist målte strukturen til 26 millioner fjerne galakser (Bernardo, 2017).

8- Kvantemekanik: informationsteori og kvanteberegning

Denne forskning søger at undersøge to nye videnskabelige områder, såsom information og kvanteberegning. Begge teorier er grundlæggende for fremme af telekommunikations- og informationsbehandlingsenheder.

Denne undersøgelse præsenterer den aktuelle tilstand af kvanteberegning, understøttet af de fremskridt, der er gjort af gruppen af kvanteberegning (GQC) (López), en institution dedikeret til at holde foredrag og generere viden om emnet, baseret på den første Turing's postulater om computing.

9- Relativitet: Icarus-eksperiment

Den eksperimentelle undersøgelse fra Icarus, der blev udført i laboratoriet i Gran Sasso, Italien, bragte beroligelse til den videnskabelige verden ved at verificere, at Einsteins relativitetsteori er sand.

Denne undersøgelse målte hastigheden af syv neutrinoer med en lysstråle leveret af Det Europæiske Center for Nuklear Forskning (CERN), og konkluderede, at neutrinoerne ikke overskrider lysets hastighed, som det var blevet konkluderet i tidligere eksperimenter fra det samme laboratorium.

Disse resultater var det modsatte af dem, der blev opnået i tidligere eksperimenter fra CERN, som i tidligere år havde konkluderet, at neutrinoer rejste 730 kilometer hurtigere end lys.

Tilsyneladende skyldtes konklusionen, som CERN tidligere havde givet, en dårlig GPS-forbindelse på det tidspunkt, hvor eksperimentet blev udført (El tiempo, 2012).

Referencer

Hvordan adskiller klassisk fysik sig fra moderne fysik? Gendannes på reference.com.
Elektricitet og magnetisme. World of Earth Science. Copyright 2003, The Gale Group, Inc. Hentet på encyclopedia.com.
Mekanik. Gendannes på wikipedia.org.
Fluid Dynamics. Gendannes på wikipedia.org.
Optik. Definition. Gendannes på dictionary.com.
Optik. McGraw-Hill Encyclopedia of Science and Technology (5. udg.). McGraw-Hill. 1993.
Optik. Gendannes på wikipedia.org.
Hvad er termodynamik? Gendannes på grc.nasa.gov.
Einstein A. (1916). Relativitet: Den specielle og generelle teori. Gendannes på wikipedia.org.
Will, Clifford M (2010). "Relativity". Grolier Multimedia Encyclopedia. Gendannes på wikipedia.org.
Hvad er beviset for Big Bang? Gendannes ved astro.ucla.edu.
Planck afslører og næsten perfekt univers. Gendannes i esa.int.

DE 13 GRENE AF KLASSISK OG MODERNE FYSIK - FYSISK - 2025