Разделы физика: Разделы физики

Разделы физики

Определение 1

Физика – это область естествознания, это наука о простейших и наиболее общих природных законах, о материи, ее движении и структуре. В основе всего естествознания лежат законы физики.

Впервые термин «физика» фигурирует в учениях Аристотеля, еще в $IV$ столетии до нашей эры. Изначально термин «философия» и термин «физика» были синонимами, поскольку в основе этих дисциплин было стремление объяснить законы Вселенной. Однако научная революция $XVI$ столетия привела к трансформации физики в отдельную дисциплину.

Предмет и значение физики в современном мире

Физика – это наука о естествознании, в общем смысле слова является частью природоведения. Предметом ее изучения является материя, в виде полей и вещества, а также общие формы ее движения. Также к предмету изучения физики можно отнести фундаментальные природные взаимодействия, которые управляют движением материи.

Общими для всех материальных систем являются некоторые закономерности, которые называются физическими законами. Часто физику называют фундаментальной наукой, поскольку иные естественные науки (биология, химия, геология) описывают только конкретные классы материальных систем, которые подчиняются физическим законам.

Предмет изучения химии – атомы, вещества, что состоят из них, а также превращение одних веществ в другие. Химические свойства любого вещества определяются физическими свойствами молекул и атомов, которые описываются в таких разделах физики, как электромагнетизм, термодинамика и квантовая физика.

Физика тесно связывается с математикой, поскольку она представляет механизм, при помощи которого физические законы могут формулироваться максимально точно. Все физические законы практически всегда формулируются в виде уравнений. Причем в данном случае используются наиболее сложные разделы математики, нежели в других науках. И наоборот, потребностями физической науки стимулировалось развитие большинства областей математики.

Значение физики в современном мире очень велико. Все, чем отличается нынешнее общество от общества прошлых столетий, возникло в результате применения физических открытий.

Исследования в сфере электромагнетизма привели к возникновению стационарных и мобильных телефонов. Благодаря открытиям термодинамики получилось создать автомобиль, а развитие электроники спровоцировало возникновение компьютерной техники. Фотоника дает возможность создать принципиально новые компьютеры и фотонную технику, которые стремительно замещают современную электронную технику и приспособления. А развитие газодинамики дало рождение самолетам и вертолетам.

Знание физических процессов, которые постоянно происходят в природе, углубляются и расширяются. Большая часть новых и современных открытий получает технико-экономическое применение, зачастую в промышленности.

Перед современными исследователями регулярно возникают новые задачи и загадки – всплывают явления, для объяснения которых необходимо разрабатывать новые физические теории. Несмотря на большой опыт приобретенных знаний, современная физика еще далека от того, чтобы объяснить все природные явления.

Общие научные основы методов физики разрабатываются в методологии науки и в теории познания.

Экспериментальная и теоретическая физика

В своей основе физика является экспериментальной наукой: все ее теории и законы опираются и основаны на опытных данных. Но, несмотря на это, именно новые теории – основная причина проведения новых экспериментов, в результате осуществления которых лежат новые открытия. Поэтому принято различать теоретическую и экспериментальную физику.

В основе экспериментальной физики лежит исследование явлений природы в тех условиях, которые были подготовлены заранее. В задачи данного вида физики входит обнаружение явлений, которые не были известны ранее, а также опровержение или подтверждение физических теорий. В физике большинство достижений были сделаны благодаря экспериментальному обнаружению физических явлений, которые не описываются существующими теориями.

Экспериментальное изучение фотографического эффекта стало одной из предпосылок создания квантовой механики.

Замечание 1

Хотя научным рождением квантовой механики считается появление гипотезы Планка, который выдвинул ее для разрешения ультрафиолетовой катастрофы, что была парадоксом классической теоретической физикой излучения.

Задачами теоретической физики являются формулировка общих природных законов, объяснение их на основе различных природных явлений, а также прогнозирование неизведанных до сих пор процессов. Достоверность физической теории можно проверить экспериментально: если его результаты совпадают с прогнозами теории, то она считается адекватной и точно описывающей конкретное явление. При изучении каждого явления или процесса одинаково важны и теоретическая, и экспериментальная физика.

Прикладная физика

Физика с самого своего рождения имела огромное прикладное значение, она развивалась вместе с механизмами, машинами, которые человечество использовало для своих нужд. Физика часто применяется в инженерных науках, большинство физиков были изобретателями. Механика, как раздел физики, была тесно связана с сопротивлением материалов и с теоретической механикой, как с главными инженерными науками.

Термодинамика связана с конструированием тепловых двигателей и теплотехникой. Электричество напрямую связано с электроникой и электротехникой, для развития и становления которой были важны исследования в сфере физики твердого тела. Благодаря достижениям ядерной физики возникла ядерная энергия. Данный список можно продолжать долго.

Также физика имеет широкие междисциплинарные связи. На границе химии, физики и инженерных наук возникает и быстро развивается такая отрасль, как материаловедение. Химией используются инструменты и методы, что приводит к становлению двух исследовательских направлений: химической физики и физической химии.

Широких оборотов набирает биофизика, которая является областью исследований на границе между физикой и биологией, в которой все биологические процессы рассматриваются из атомарной структуры органических веществ. Геофизика изучает геологические явления и их физическую природу. Медицина применяет такие методы, как ультразвуковое исследование и рентгеновское облучение. Ядерный магнитный резонанс используется для диагностики, лазеры – для лечения глазных заболеваний, а ядерное облучение – в онкологии.

Основные разделы физики

Макроскопическая физика подразделяется на:

1. Механика: классическая механика, релятивистская механика, а также механика сплошных сред (акустика, гидродинамика, механика твердого тела).
2. Термодинамика, которая включает в себя неравновесную термодинамику.
3. Оптика: физическая оптика, кристаллооптика, молекулярная и нелинейная оптика.
4. Электродинамика: сюда входит магнитогидродинамика, электрогидродинамика, а также электродинамика для сплошных сред.

Микроскопическая физика состоит из следующих разделов:

1. Атомная физика.
2. Статистическая физика: сюда входит статистическая механика, физическая кинетика, а также статистическая теория поля.
3. Физика конденсированных сред: физика жидкостей и твердого тела, физика наноструктур а также физика молекул и атомов.
4. Квантовая физика. В данный раздел входят такие подразделения: квантовая теория поля, квантовая механика, квантовая хромодинамика, квантовая электродинамика, а также теория струн.
5. Ядерная физика.
6. Физика высоких энергий.
7. Физика элементарных частиц.

Существуют также разделы физики, которые находятся на стыке наук:

1. Агрофизика.
2. Акустооптика.
3. Астрофизика.
4. Биофизика.
5. Гидрофизика.
6. Вычислительная физика.
7. Геофизика: сейсмология, петрофизика, геофизическая гидродинамика.
8. Математическая физика.
9. Космология.
10. Материаловедение.
11. Метрология.
12. Медицинская физика.
13. Радиофизика: статистическая и квантовая радиофизика.
14. Теория колебаний.
15. Техническая физика.
16. Химическая физика.
17. Физика плазмы и атмосферы.
18. Физическая химия.

Рисунок 1. Разделы физики. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Основные разделы физики ☛ Helpstudent24.ru

Физика изучает и описывает окружающий нас мир, она определяет структуру, основные закономерности материального мира.

На сегодняшний день физика подразделяется на микроскопическую и макроскопическую, кроме того есть сопряженные науки, такие как например геофизика. В первом случае исследуются закономерности микроскопического мира (мир квантов, атомом, кварков и так далее), во втором изучают крупные объекты, такие как планеты, солнечные системы и т. д.

Самые главные разделы современной физики (макро- и микроскопической) это в первую очередь:
• Механика (кинематика, динамика, акустика, гидродинамика) – это особый вид науки, изучающий все, что связано с передвижением тел.
• Молекулярная физика.
• Электромагнетизм.
• Оптика.
• Термодинамика.
• Квантовая механика.

Это важнейшие разделы современной физики, каждый из них имеет различные подразделы, изучающие различные законы и типы взаимодействия.

Если классическая квантовая механика занимается изучением различных причин и законов передвижения тело во времени, то релятивистская изучает те же законы только скорости здесь сопоставимыми со скоростью света. Механика классическая подразделяется на 3 подраздела:

• Статическая занимается изучением равновесия систем и тел.
• Кинематика занимается изучением передвижения тел, не учитывая ни силы, ни причины.
• Динамика занимается изучением движения, причин и действующих сил.

Электродинамика занимается изучением электромагнитного поля и его влияние на другие тела, имеющие электрозаряд, кроме этого данная наука исследует взаимосвязь между электрическими и магнитными полями.

Оптика изучает все, что связано со светом, начиная от инфракрасного, и заканчивая УФ излучением.

Термодинамика изучает процессы превращение теплоты в движение и обратно, кроме того термодинамика исследует, как распространяется тепло в различных средах, всевозможные тепловые явления, химико-физические изменения при поглощении и выделении теплоты.

К разделам, изучающим микроскопический мир, относятся:

• Квантовая физика. Занимается изучением квантовых систем и законов их движения (это теоретическая физика).
• Как ведут себя системы с сильной связью, изучает физика конденсированных сред, она исследует системы и мельчайшие частицы, которые невозможно разделить на отдельные составляющие.
• Физика, занимающаяся изучением свойств микросистем, на основании свойств микрочастиц из которых они состоят, называется статической физикой.
• Структурные особенности и свойства ядер атомов изучает ядерная физика.

Это лишь часть, основные разделы и подразделы физики, каждый из них имеет свои подразделы для более глубокого изучения.

Другие статьи:

Введения в менеджмент: основы

Физика

Строительная физика (основы)

Описание электростанций

Что такое автоматизация бизнес-процессов?

12 основных разделов физики, которые необходимо знать всем студентам, изучающим STEM

Последнее обновление 13 ноября 2021 г.

  

Среди всех фундаментальных областей науки физика, несомненно, является самой важной. Физика вносит свой вклад в технологическую инфраструктуру и предоставляет обученный персонал, необходимый для использования научных достижений и открытий. Кроме того, физика расширяет и углубляет наше понимание других дисциплин, таких как наука о Земле, сельскохозяйственные, химические, биологические науки и науки об окружающей среде, а также астрофизика и космология — предметы, имеющие существенное значение для всех народов мира. В этом посте мы рассмотрим основные разделы физики.

РЕКЛАМА

ПРОДОЛЖИТЬ ЧТЕНИЕ НИЖЕ

Соавтор: Парунита Гупта

Что такое физика?

Физика — это отрасль науки, изучающая структуру материи и взаимодействия между фундаментальными составляющими наблюдаемой Вселенной.

РЕКЛАМА

ПРОДОЛЖИТЕ ЧИТАТЬ НИЖЕ

Физику можно определить как науку о материи, движении и энергии. Его законы обычно выражаются экономно и точно на языке математики.

Задачи физики

Изучает не только поведение объектов под действием заданных сил, но и природу и происхождение гравитационных, электромагнитных и ядерных силовых полей. Его конечной целью является формулировка нескольких всеобъемлющих принципов, которые объединяют и объясняют все такие разрозненные явления.

Связанный пост: Ведущие государственные (общественные) институты Индии по исследованиям в области физики

Однако сегодня эта область развилась настолько, что у нее появились собственные филиалы, и это именно то, что мы собираемся список внизу.

Начнем с того, что физику можно разделить на две основные категории. Один классическая физика , а другой современная физика .

Источник

Далее эти ветви делятся на следующие подотрасли:

РЕКЛАМА

ПРОДОЛЖИТЬ ЧТЕНИЕ НИЖЕ

1. Механическая физика / Механика
2. Магнетизм
3. Электричество и электроника
4. Электромагнетизм
5. Звук и колебания
6. Акустика
7. Термодинамика
8. Оптика
9. Геофизика
10. Физика плазмы
11. Ядерная физика
12. Астрофизика

Начнем разбирать по одному!

Разделы физики

1. Механическая физика / механика

Один из самых основных и фундаментальных разделов классической физики, механика занимается изучением движения и движения материальных объектов и того, как на эти объекты воздействуют и взаимодействуют с другими различными силами.

Механика исследует различные понятия физики, такие как сила, материя и движение, а также изучает их законы, свойства и приложения. По иронии судьбы, у этой области физики есть еще подветви, а именно классическая механика и квантовая механика.

В то время как классическая механика сосредотачивается на законах движения и на том, как они влияют на материальные объекты; с другой стороны, квантовая механика фокусируется на том, как эти силы, упомянутые в ней, действуют на мельчайшие частицы, такие как электроны, протоны и нейтроны».0003

Квантовая физика

Механика является одним из подразделов квантовой физики.

РЕКЛАМА

ПРОДОЛЖИТЬ ЧТЕНИЕ НИЖЕ

Квантовая механика — раздел физики, необходимый для изучения субмикроскопических объектов. Как и теория относительности, квантовая механика доказала свою состоятельность — правда часто бывает более странной, чем вымысел.

Помимо квантовой физики, важными подобластями являются атомная физика и молекулярная физика.

Однако, согласно некоторым определениям, Квантовая механика – это фундаментальная теория в физике , которая обеспечивает описание физических свойств природы в масштабе атомов и субатомных частиц. Следовательно, мы не рассматриваем квантовую физику как одну из самых популярных областей физики в рамках этой статьи.

2. Магнетизм

Магнетизм исследует свойства магнита и то, как действуют или реагируют магнитные силы и поля, когда они взаимодействуют с другими силами или даже друг с другом.

Для нас не секрет, что магнитные силы действуют в двух направлениях, т. е. на юг и на север. Именно это и изучается здесь, т. е. силы, действующие на магниты, когда они притягиваются или отталкиваются друг от друга.

Свяжитесь с нами

Получите обратный звонок

В нем также изучается, как эти магнитные поля реагируют, когда они вступают в контакт с различными силами, такими как гравитационное поле и электрическое поле, или для начала, как создаются магниты, и как или теряют ли они свои свойства со временем или нет. Подобные концепции делают ее одной из самых интересных областей физики.

РЕКЛАМА

ПРОДОЛЖИТЬ ЧИТАТЬ НИЖЕ

3. Электричество и электроника

Электричество и электроника — две разные области физики, но очень близкие друг к другу, поэтому мы решили поместить их в одну категорию.

Хотя электричество относится к области физики, которая занимается изучением свойств и движений электрически заряженных частиц объекта, в том числе на гораздо более глубоком уровне, т. е. электронов и протонов, она также исследует различные концепции электричества таких как сопротивление, ток, переменный и постоянный ток, и оказывается весьма запутанным с ветвью магнетизма, которую мы собираемся обсудить далее.

С другой стороны, Электроника просто относится к области физики, где изучают применение электричества и то, как оно работает на различных приборах и новых технологиях.

4. Электромагнетизм

Как упоминалось выше, магнетизм и электричество весьма взаимосвязаны друг с другом, и это потому, что движения электрических зарядов в конечном итоге создают магнитные поля, а манипулирование магнитными полями приводит к производству электричества.

Электромагнетизм относится к изучению магнитных сил и полей, которые создаются движением электрических зарядов и наоборот.

5. Звук и колебание

Это одна из самых фундаментальных областей физики, изучающая объекты в состоянии колебаний или вибрации, находящиеся в неизменном состоянии движения, которое может быть линейным или возвратно-поступательным.

При этом, когда колеблющийся объект имеет частоту, лежащую в слышимом диапазоне, возникает звук. Различные частоты колеблющихся объектов создают в воздухе разные вибрации, которые могут быть или не быть в слышимом диапазоне.

Эта ветвь изучает различные свойства различных колеблющихся объектов и то, как их вибрации и частоты отличаются друг от друга. Он также исследует различные частотные диапазоны, их влияние на другие объекты и живых существ и т. д. Это довольно интересная тема для изучения, особенно для детей.

6. Акустика

Эта отрасль тесно связана со звуком и колебаниями. Тем не менее, акустика направлена ​​​​на изучение концепций того, как механические звуковые волны проходят через различные объекты и среды, т. Е. Твердые тела, жидкости и газы.

Изучает, какой эффект эти вибрации оказывают на среду, через которую они проходят, и как среда влияет на эти волны. Проще говоря, он фокусируется на производстве, контроле, передаче и приеме этих звуковых волн, а также на их эффектах.

Акустика изучает также колебания, относящиеся к неслышимым диапазонам частот, т. е. ультразвуки и инфразвуки.

7. Термодинамика

Это раздел физики, который занимается понятием тепла и изучает его связь с работой и энергией. Он также изучает, как тепло передается между объектами и от одной среды к другой и как это влияет на среду и саму энергию.

Существует несколько способов передачи тепла в различные среды, это может быть конвекция, теплопроводность и излучение, в отличие от звука, который в противном случае должен находиться в прямом контакте со средой, чтобы проходить через нее посредством ее вибраций.

8. Оптика

В этом разделе физики изучаются свойства и поведение света, а также свойства непрозрачных, полупрозрачных и отражающих объектов и их взаимодействие со светом. Обсуждаются даже непрозрачные объекты, поскольку их цвета отражают свет.

Свет, как и звук, имеет длину волны, которая подразделяется на видимый и невидимый диапазоны. Следовательно, свойства невидимого света, такого как ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, также изучаются вместе с их свойствами излучения. Здесь также вступает в действие термодинамика.

9. Геофизика

Этот раздел физики является скорее частью естествознания, поскольку он пытается изучать поведение географических тел и то, как исследования их движения влияют на различные другие тела на планете.

Изучает физические процессы и свойства Земли и окружающей ее космической среды. Он использует несколько количественных (а иногда и качественных) методов исследования для анализа и доведения до вывода.

10. Физика плазмы

Большинству из нас в школе рассказывали о трех состояниях вещества, т. . Изучение, включающее свойства и поведение этого четвертого состояния материи, и есть то, что подразумевается под физикой плазмы 9 .0003

11. Ядерная физика

Кто знал, что такому маленькому объекту может быть посвящена целая область физики?

Ядерная физика относится к разделу физики, изучающему ядро ​​атома, состоящее из протонов и нейтронов. Он изучает различные силы и взаимодействия внутри ядра, которое удерживает все вместе. Исследование ограничивается такой мелочью, а между тем является одним из самых сложных разделов физики.

12. Астрофизика

Астрофизика — важный раздел физики. Это подполе астрономии.

Область астрофизики применяет законы физики и химии для объяснения рождения, жизни и смерти звезд, планет, галактик, туманностей и других объектов во Вселенной. Она очень тесно связана с астрономией и космологией.

Астрофизика применяет принципы физики и химии для выяснения природы астрономических объектов, а не их положения или движения в пространстве. Узнайте больше о карьере в области астрономии и астрофизики.

14. Биофизика

Очень скоро мы опубликуем подробную статью о биофизике.

А пока не стесняйтесь читать больше о квантовых вычислениях и квантовой инженерии.

О Парините Гупте :

Паринита работает на полную ставку в банковской сфере. Кроме того, она также является страстным блоггером и цифровым маркетологом.

В основном она пишет о банковском деле и финансах, технологиях и финансовых технологиях. Но она также любит писать и на другие темы. Вы можете следить за ней в Твиттере.

Источник изображения: UCONN

Каковы основные разделы физики? (Читать)

Механика

Разделы физики

Раздел науки, изучающий взаимодействие материи и энергии, называется физикой. Существуют две основные ветви физики: классическая физика и современная физика. Другими подотделами физики являются механика, электромагнетизм, термодинамика, оптика и т. д.

Быстрый прогресс науки в последние годы стал возможен благодаря открытиям и изобретениям в области физики. Технологии нашего современного общества во всем мире связаны с физикой. Например, автомобиль сделан по принципу механики, а холодильник основан на принципах термодинамики.

Значение физики в нашей повседневной жизни

В нашей повседневной жизни мы вряд ли найдем устройство, в котором не задействованы законы физики.
Примеры

• Блоки используются для подъема тяжелых грузов.
• Электричество используется для получения света, тепла и механической энергии, которая приводит в действие вентиляторы и электродвигатели.
• Транспортные средства, такие как автомобили и самолеты, бытовая техника, такая как кондиционеры, холодильники, пылесосы, стиральные машины, микроволновые печи и т. д.
• Средства связи, такие как радио, телевидение, телефон и компьютер, являются результатом применения физики. Эти устройства сделали нашу жизнь намного проще, быстрее и комфортнее, чем раньше.
• Компьютер — изобретение физики.

Список разделов физики

В практической области общими разделами физики являются:

• Механика
• Классическая физика
• Современная физика
• Термодинамика
• Electricity
• Magnetism
• Geo physics
• Plasma physics
• Optics
• Sound and oscillation
• Electronics
• Chemical physics
• Engineering physics
• Solid-state physics
• Quantum physics
• Nuclear physics
• Particle физика
• Биофизика
• Астрофизика
• Физика конденсированного состояния

10 разделов физики и их определение

Механика

Это изучение движения объектов, их причин и их следствий.
Подразделы механики:

• Классическая механика
• Кинематика
• Динамика
• Статистическая механика

Звук

Это изучение физических аспектов звуковых волн, их производства, свойств и приложений.

Свет (оптический)

Изучение физических аспектов света, его свойств и использования оптических инструментов.

Электричество и магнетизм

Это изучение зарядов в покое и в движении, их эффектов и их связи с магнетизмом.

Атомная физика

Изучение структуры и свойств атомов.

Ядерная физика

Изучение свойств и поведения ядер и частиц.

Физика плазмы

Изучение образования, свойств ионного состояния вещества.

Геофизика

Изучение внутренней структуры Земли.

Классическая физика

Раздел физики, изучающий законы движения Ньютона, закон тяготения, кинетическую теорию Максвелла и термодинамику.
Классическая физика в основном связана с энергией и материей, которые рассматриваются как разные сущности. Основными разделами классической физики являются акустика, оптика, классическая механика и электромагнетизм.

Major subtopics of classical physics

• Classical mechanics
• Electromagnetism
• Thermodynamics

Quantum physics

Major subtopics of Quantum physics

• Quantum mechanics
• Quantum statistics
• Quantum electrodynamics
• Quantum field theory

Релятивистская физика

• Специальная теория относительности
• Общая теория относительности
• Уравнения поля Эйнштейна

Современная физика

Раздел физики, изучающий теорию относительности и квантовую механику. Макса Планка и Эйнштейна считают отцами современной физики.

Биофизика

Биофизика — это раздел физики, в котором мы изучаем биологические проблемы и явления с использованием методов физики. Основное применение и достижение биофизики — ДНК.