DE 13 GRENARNA FÖR KLASSISK OCH MODERN FYSIK - FYSISK - 2025

Bland grenarna för klassisk och modern fysik kan vi lyfta fram akustik, optik eller mekanik inom det mest primitiva området, och kosmologi, kvantmekanik eller relativitet i de med nyare tillämpning.

Klassisk fysik beskriver teorier som utvecklats före 1900 och modern fysik de händelser som inträffade efter 1900. Klassisk fysik handlar om materie och energi, i en makroskala, utan att fördjupa sig i mer komplexa studier av kvantiteter. av modern fysik.

Max Planck, en av historiens viktigaste forskare, markerade slutet på klassisk fysik och början på modern fysik med kvantmekanik.

Grenar av klassisk fysik

1- Akustik

Öra är det biologiska instrumentet i högsta grad för att få vissa vågsvibrationer och tolka dem som ljud.

Akustik, som handlar om studier av ljud (mekaniska vågor i gaser, vätskor och fasta ämnen), är relaterat till produktion, styrning, transmission, mottagning och effekter av ljud.

Akustisk teknik inkluderar musik, studier av geologiska, atmosfäriska och undervattensfenomen.

Psykoakustik studerar de fysiska effekterna av ljud på biologiska system, när Pythagoras för första gången hörde ljuden från vibrerande strängar och hammare som träffade städarna under 600-talet f.Kr. Men den mest chockerande utvecklingen inom medicinen är ultraljudsteknik.

2- Elektricitet och magnetism

Elektricitet och magnetism kommer från en enda elektromagnetisk kraft. Elektromagnetism är en gren av fysisk vetenskap som beskriver samspelet mellan elektricitet och magnetism.

Magnetfältet skapas av en rörlig elektrisk ström och ett magnetfält kan inducera laddningar (elektrisk ström). Reglerna för elektromagnetism förklarar också geomagnetiska och elektromagnetiska fenomen och beskriver hur laddade partiklar av atomer interagerar.

Tidigare upplevdes elektromagnetism på grund av effekterna av blixtnedslag och elektromagnetisk strålning som en ljuseffekt.

Magnetism har länge använts som ett grundläggande instrument för kompassstyrd navigering.

Fenomenet med elektriska laddningar i vila upptäcktes av de forntida romarna, som observerade hur en gnuggad kam lockade partiklar. I samband med positiva och negativa avgifter, som avgifter, stöter och olika avgifter lockar.

Du kanske är intresserad av att veta mer om detta ämne genom att upptäcka de 8 typerna av elektromagnetiska vågor och deras egenskaper.

3 - Mekanik

Det är relaterat till beteendet hos fysiska kroppar, när de utsätts för krafter eller förskjutningar, och de efterföljande effekterna av kropparna i deras miljö.

I modernismens början lade forskarna Jayam, Galileo, Kepler och Newton grunden för det som nu kallas klassisk mekanik.

Denna underdisciplin handlar om rörelser för krafter på föremål och partiklar som är i vila eller rör sig med hastigheter som är betydligt långsammare än ljusets. Mekanik beskriver kropparnas natur.

Termen kropp inkluderar partiklar, projektiler, rymdskepp, stjärnor, maskiner, delar av fasta ämnen, delar av vätskor (gaser och vätskor). Partiklar är kroppar med liten inre struktur, behandlade som matematiska poäng i klassisk mekanik.

Stela kroppar har storlek och form, men behåller en enkelhet nära partikelns och kan vara halvstyv (elastisk, flytande).

4 - Fluidmekanik

Fluidmekanik beskriver flödet av vätskor och gaser. Vätskedynamik är den gren från vilken underdiscipliner som aerodynamik (studien av luft och andra gaser i rörelse) och hydrodynamik (studien av vätskor i rörelse) kommer ut.

Fluiddynamik används i stor utsträckning: för beräkning av krafter och stunder i flygplan, bestämning av massan av petroleumfluid genom rörledningarna, förutom förutsägelse av vädermönster, komprimering av nebulosor i interstellär rymd- och kärnvapenmodellering.

Denna gren erbjuder en systematisk struktur som omfattar empiriska och semi-empiriska lagar härledda från flödesmätning och används för att lösa praktiska problem.

Lösningen på ett fluiddynamikproblem involverar beräkning av fluidegenskaper, såsom flödeshastighet, tryck, densitet och temperatur, och funktioner för rum och tid.

5 - Optik

Optik behandlar egenskaper och fenomen i synligt och osynligt ljus och syn. Studera beteende och egenskaper hos ljus, inklusive dess interaktion med materien, förutom att bygga lämpliga instrument.

Beskriver beteendet hos synligt, ultraviolett och infrarött ljus. Eftersom ljus är en elektromagnetisk våg, har andra former av elektromagnetisk strålning som röntgenstrålar, mikrovågor och radiovågor liknande egenskaper.

Denna gren är relevant för många relaterade discipliner som astronomi, teknik, fotografi och medicin (oftalmologi och optometri). Dess praktiska tillämpningar finns i en mängd vardagliga föremål och tekniker, inklusive speglar, linser, teleskop, mikroskop, lasrar och fiberoptik.

6- Termodynamik

Fysisk gren som studerar effekterna av arbete, värme och energi i ett system. Det föddes på 1800-talet med ångmotorns utseende. Det handlar bara om storskalig observation och respons av ett observerbart och mätbart system.

Småskaliga gasinteraktioner beskrivs genom den kinetiska teorin om gaser. Metoderna kompletterar varandra och förklaras i termer av termodynamik eller med kinetisk teori.

Termodynamikens lagar är:

• Enthalpy Law : Relaterar olika former av kinetisk och potentiell energi, i ett system, med det arbete som systemet kan göra, plus värmeöverföring.
• Detta leder till den andra lagen och till definitionen av en annan tillståndsvariabel som kallas entropilagen .
• Den nollte lag definierar storskalig termodynamisk jämvikt, av temperaturen i motsats till definitionen småskaligt relaterad till den kinetiska energin hos molekyler.

Grenar av modern fysik

7- Kosmologi

Det är studien av universums strukturer och dynamik i större skala. Undersök dess ursprung, struktur, utveckling och slutdestination.

Kosmologi, som en vetenskap, har sitt ursprung med Copernicus-principen - himmelkroppar följer fysiska lagar identiska med jordens - och Newtons mekanik, som gjorde det möjligt för oss att förstå dessa fysiska lagar.

Fysisk kosmologi började 1915 med utvecklingen av Einsteins allmänna relativitetsteori, följt av stora observationsupptäckter på 1920-talet.

Dramatiska framsteg inom observations kosmologi sedan 1990-talet, inklusive den kosmiska mikrovågsbakgrunden, avlägsna supernovaer och rödförskjutning av galaxen, ledde till utvecklingen av en standardmodell för kosmologi.

Denna modell följer innehållet i stora mängder mörk materia och mörk energi som finns i universum, vars natur ännu inte är väl definierad.

8- Kvantmekanik

Fysikgren som studerar beteende mellan materia och ljus, på atom- och subatomskala. Syftet är att beskriva och förklara egenskaperna hos molekyler och atomer och deras komponenter: elektroner, protoner, neutroner och andra mer esoteriska partiklar som kvarkar och gluoner.

Dessa egenskaper inkluderar partiklarnas interaktion med varandra och med elektromagnetisk strålning (ljus, röntgenstrålar och gammastrålar).

Flera forskare bidrog till upprättandet av tre revolutionära principer som gradvis fick acceptans och experimentell verifiering mellan 1900 och 1930.

• Kvantifierade egenskaper . Position, hastighet och färg kan ibland endast uppstå i specifika mängder (som att klicka på nummer för nummer). Detta i motsats till begreppet klassisk mekanik, som säger att sådana egenskaper måste existera på ett plant, kontinuerligt spektrum. För att beskriva idén att vissa egenskaper klickar myntade forskare verbet kvantifiera.
• Ljusa partiklar . Forskarna motbevisade 200 års experiment genom att postulera att ljus kan bete sig som en partikel och inte alltid "som vågor / vågor i en sjö."
• Vågor av materia . Ämnet kan också bete sig som en våg. Detta demonstreras av 30 års experiment som bekräftar att materien (som elektroner) kan existera som partiklar.

9- Relativitet

Denna teori omfattar två teorier om Albert Einstein: speciell relativitet, som gäller elementära partiklar och deras interaktioner - som beskriver alla fysiska fenomen utom gravitation- och allmän relativitet som förklarar gravitationslagen och dess förhållande till andra krafter i natur.

Det gäller kosmologin, astrofysiken och astronomin. Relativitet förvandlade fysikens och astronomiens postulater under 1900-talet och fördrev 200 år Newtons teori.

Han introducerade begrepp som rymdtid som en enhetlig enhet, samtidig relativitet, kinematisk och gravitationell utvidgning av tid och longitudkontraktion.

Inom fysikområdet förbättrade han vetenskapen om elementära partiklar och deras grundläggande interaktioner, tillsammans med invigningen av kärnåldern.

Kosmologi och astrofysik förutspådde extraordinära astronomiska fenomen som neutronstjärnor, svarta hål och gravitationsvågor.

10-Kärnfysik

Det är ett fysikområde som studerar atomkärnan, dess interaktion med andra atomer och partiklar och dess beståndsdelar.

11-Biophysics

Formellt är det en gren av biologin, även om den är nära besläktad med fysik, eftersom den studerar biologi med fysiska principer och metoder.

12-Astrophysics

Formellt är det en gren av astronomi, även om den är nära besläktad med fysik, eftersom den studerar stjärnorna i fysiken, deras sammansättning, evolution och struktur.

13-Geophysics

Det är en gren av geografi, även om den är nära besläktad med fysik, eftersom den studerar jorden med fysikens metoder och principer.

Forskningsexempel från varje gren

1- Akustik: UNAM-forskning

Akustiklaboratoriet vid Institutionen för fysik vid Naturvetenskapliga fakulteten vid UNAM bedriver specialiserad forskning i utveckling och implementering av tekniker som gör det möjligt att studera akustiska fenomen.

De vanligaste experimenten inkluderar olika medier med olika fysiska strukturer. Dessa medier kan vara vätskor, vindtunnlar eller användning av en supersonisk jet.

En utredning som för närvarande äger rum vid UNAM är en gitarrs frekvensspektrum, beroende på var den slås. De akustiska signalerna som släpps ut av delfiner studeras också (Forgach, 2017).

2- Elektricitet och magnetism: magnetfältets effekt i biologiska system

Francisco José Caldas District University bedriver forskning om magnetfältets effekt på biologiska system. Allt detta för att identifiera all tidigare forskning som har gjorts i ämnet och för att ge ut ny kunskap.

Forskning indikerar att jordens magnetfält är permanent och dynamiskt, med växlande perioder med både hög och låg intensitet.

De talar också om de arter som är beroende av utformningen av detta magnetfält för att orientera sig, såsom bin, myror, lax, valar, hajar, delfiner, fjärilar, sköldpaddor, bland andra (Fuentes, 2004).

3 - Mekanik: mänsklig kropp och tyngdkraft

I mer än 50 år har NASA forskat på effekterna av nollvikt på människokroppen.

Dessa utredningar har gjort det möjligt för många astronauter att röra sig säkert på månen eller leva mer än ett år på den internationella rymdstationen.

NASA-forskningen analyserar de mekaniska effekterna som tyngdkraften har på kroppen, i syfte att minska dem och se till att astronauter kan skickas till mer avlägsna platser i solsystemet (Strickland & Crane, 2016).

4- Fluidmekanik: Leidenfrost-effekt

Leidenfrost-effekten är ett fenomen som äger rum när en droppe av en vätska berör en varm yta, vid en temperatur högre än dess kokpunkt.

Doktorander vid universitetet i Liège skapade ett experiment för att ta reda på effekterna av gravitation på förångningstiden för en vätska och dess beteende under denna process.

Ytan upphettades ursprungligen och sluttades när det var nödvändigt. De använda vattendropparna spårades med hjälp av infrarött ljus och aktiverade servomotorer varje gång de rörde sig bort från mitten av ytan (Research and Science, 2015).

5- Optik: Ritters observationer

Johann Wilhelm Ritter var en tysk farmaceut och vetenskapsman, som genomförde många medicinska och vetenskapliga experiment. Bland hans mest anmärkningsvärda bidrag till området optik är upptäckten av ultraviolett ljus.

Ritter baserade sin forskning på upptäckten av infrarött ljus av William Herschel 1800 och bestämde därmed att förekomsten av osynliga ljus var möjlig och genomförde experiment med silverklorid och olika ljusstrålar (Cool Cosmos, 2017) .

6- Termodynamik: termodynamisk solenergi i Latinamerika

Denna forskning fokuserar på studien av alternativa energikällor och värme, såsom solenergi, som har som huvudintresse den termodynamiska projektionen av solenergi som en hållbar energikälla (Bernardelli, 201).

För detta ändamål är studiedokumentet uppdelat i fem kategorier:

1- Solstrålning och energifördelning på jordens yta.

2- Användning av solenergi.

3- Bakgrund och utveckling av användningen av solenergi.

4 - Termodynamiska installationer och typer.

5 - Fallstudier i Brasilien, Chile och Mexiko.

7- Kosmologi: Dark Energy Survey

Survey on Dark Energy eller Dark Energy Survey, var en vetenskaplig studie som genomfördes 2015, vars huvudsyfte var att mäta universums storskaliga struktur.

Med denna undersökning öppnades spektrumet för många kosmologiska undersökningar, som försöker bestämma mängden mörk materia som finns i det nuvarande universum och dess distribution.

Å andra sidan motsäger resultaten från DES de traditionella teorierna om kosmos, utfärda efter rymdmissionen Planck, finansierade av Europeiska rymdorganisationen.

Denna forskning bekräftade teorin om att universum för närvarande består av 26% mörk materia.

Positioneringskartor utvecklades också som exakt mätte strukturen för 26 miljoner avlägsna galaxer (Bernardo, 2017).

8- Kvantmekanik: informationsteori och kvantberäkning

Denna forskning syftar till att undersöka två nya vetenskapliga områden, såsom information och kvantberäkning. Båda teorierna är grundläggande för att främja telekommunikations- och informationsbehandlingsapparater.

Denna studie presenterar det aktuella tillståndet för kvantberäkning, stödd av framstegen gjorda av gruppen för kvantberäkning (GQC) (López), en institution som ägnar sig åt att ge föredrag och generera kunskap om ämnet, baserat på den första Turing's postulat om datorisering.

9- Relativitet: Icarus-experiment

Experimentell forskning från Icarus, som utfördes i laboratoriet i Gran Sasso, Italien, gav försäkran till den vetenskapliga världen genom att verifiera att Einsteins relativitetsteori är sant.

Denna forskning mätte hastigheten för sju neutrinoer med en ljusstråle tillhandahållen av European Center for Nuclear Research (CERN), och drog slutsatsen att neutrinoerna inte överskrider ljusets hastighet, som hade slutsats i tidigare experiment från samma laboratorium.

Dessa resultat var motsatsen till de som erhölls i tidigare experiment av CERN, som under tidigare år hade kommit fram till att neutrinoer reste 730 kilometer snabbare än ljus.

Uppenbarligen berodde slutsatsen tidigare av CERN på en dålig GPS-anslutning vid det tidpunkt då experimentet utfördes (El tiempo, 2012).

referenser

1. Hur skiljer sig klassisk fysik från modern fysik? Återställs på reference.com.
2. Elektricitet och magnetism. World of Earth Science. Copyright 2003, The Gale Group, Inc. Hämtad på encyclopedia.com.
3. Mekanik. Återställs på wikipedia.org.
4. Fluid Dynamics. Återställs på wikipedia.org.
5. Optik. Definition. Återställs på dictionary.com.
6. Optik. McGraw-Hill Encyclopedia of Science and Technology (5th Ed.). McGraw-Hill. 1993.
7. Optik. Återställs på wikipedia.org.
8. Vad är termodynamik? Återställdes på grc.nasa.gov.
9. Einstein A. (1916). Relativitet: Den speciella och allmänna teorin. Återställs på wikipedia.org.
10. Will, Clifford M (2010). "Relativitet". Grolier Multimedia Encyclopedia. Återställs på wikipedia.org.
11. Vad är bevisen för Big Bang? Återställdes på astro.ucla.edu.
12. Planck avslöjar och nästan perfekt universum. Återställs i esa.int.