אנו מסבירים לכם מהם ענפי הפיזיקה, המאפיינים שלהם והדיסציפלינות הנובעות מהאינטראקציה שלהם עם מדעים אחרים.
מהם ענפי הפיזיקה?
ה גוּפָנִי היא דיסציפלינה מדעית השייכת למה שנקרא מדעי הטבע או מדעים "טהורים", שהקדומים שלהם מתוארכים לימי קדם הקלאסית. הבא ל כִּימִיָה וה ביולוגיה, חולל מהפכה עמוקה בדרך בני אנוש אנו מבינים ומתמודדים עם העולם שסביבנו.
בעוד כימיה חוקרת את ההרכב של חוֹמֶר וביולוגיה ל יצורים חיים, הפיזיקה מוקדשת למחקר ולתיאור מדעי של כוחות היסוד השולטים ב עוֹלָם. על פי חקר כל אחד מהכוחות הללו, והנקודות בהן המחקר מתקרב לשדה האחר מדעים ודיסציפלינות, הפיזיקה מחולקת למספר רב של ענפים או תחומים, שלכל אחד מהם יש שם ומטרות משלו.
עם זאת, מכיוון שהפיזיקה היא אחד המדעים העתיקים ביותר, ומכיוון שדיסציפלינות אחרות הקיימות היום לא תמיד היו קיימות, מקובל להבחין בין שלושת הרגעים הגדולים או שלוש נקודות המבט הגדולות שלימוד הפיזיקה מקיף. לכן, ראשית עלינו להבדיל בין:
- פיזיקה קלאסית. שקודמיו באים מה יָמֵי קֶדֶם קלאסי, במיוחד מיוון העתיקה, מתמקד בחקר תופעות היקום המציגות מהירות נמוכה מ- זה עם האור, ואשר סולמותיהם המרחביים גבוהים מאלה של ה אָטוֹם וה מולקולות. עקרונותיה מבוססים על מכניקה קלאסית או מכניקה ניוטונית, שכן אייזק ניוטון (1642-1727) היה אחד מהוגי הדעות הגדולים שלה.
- פיזיקה מודרנית. שראשיתה היא מסוף המאה ה-19 ותחילת ה-20, היא חוללה מהפכה במושגים שונים של הפיזיקה הקלאסית הודות למחקריו של מקס פלאנק (1858-1947) והתיאוריות של אלברט איינשטיין (1879-1955): תורת היחסות מיוחד ותורת היחסות הכללית.
- פיזיקה בת זמננו. ההיבט החדשני מכולם, שתחילתו ממוקמת בסוף המאה ה-20 ותחילת המאה ה-21, מוקדש למערכות לא-לינאריות, תהליכים מחוץ לשיווי משקל תרמודינמי ובאופן כללי, למגמות האוונגרדיות והמורכבות ביותר. ביחס ל תיאור של תפקוד היקום הבלתי ניתן לצפייה.
ענפי פיזיקה
לאורך שלושת רגעיה, הפיזיקה צברה תחומי לימוד, שכל אחד מהם חונך או מהווה את אחד מהענפים המכונים של הפיזיקה:
- מֵכָנִיקָה קלַאסִי. התמקד ברעיון של תְנוּעָה במהירויות הנמוכות מזו של האור וההתנהגות המקרוסקופית של גופים, מאופיין בהתחשב ב מזג אוויר כמושג בלתי משתנה והיקום כישות נחושה. הוא מורכב, באופן כללי, ממכניקה וקטורית, פרי מחקריו של אייזק ניוטון ושלו חוקי תנועה, ומכניקה אנליטית, בעלת אופי מופשט ומתמטי, שיוזמה נחשב גוטפריד לייבניץ (1646-1716).
- תֶרמוֹדִינָמִיקָה. מוקדש לחקר מאזן האנרגיה של מערכות מקרוסקופיות, כמו גם תהליכים של העברת חום ושל אֵנֶרְגִיָה, צורות האנרגיה וכיצד ניתן להשתמש בה לביצוע א עבודה.
- אלקטרומגנטיות. ענף הפיזיקה הוא זה שחוקר את שני ה חַשְׁמַל בתור ה מַגנֶטִיוּת, והיא עושה זאת בצורה מאוחדת, כלומר באמצעות אותו הדבר והייחודי תֵאוֹרִיָה. זה אומר שהוא מתעניין בתופעות של שדות חשמליים י מַגנֶטִי, כמו גם ההתכתבויות והאינטראקציות שלהם, שביניהם נשקפת ה אוֹר. ראשיתו ממחקריהם של מישל פאראדיי (1791-1867) וג'יימס קלרק מקסוול (1831-1879).
- אֲקוּסְטִיקָה. זה השם שניתן לפיזיקה של נשמע, המוקדש לחקר טבעו והתפשטותו של גלים סאונד, התנהגותם במדיות שונות ואפשרויות המניפולציה שלהם. היישומים שלו חיוניים לעולם כלי הנגינה, אבל הם מגיעים הרבה יותר רחוק בחיי היומיום שלנו.
- אוֹפְּטִיקָה. זוהי הפיזיקה של האור, המוקדשת להבנת הטבע המורכב של הספקטרום האלקטרומגנטי גלוי (ובלתי נראה) וצורות האינטראקציה שלו עם החומר: מדיות שונות, חומרים רפלקטיביים ומנסרות. דיסציפלינה זו, התעוררה בימי קדם אך חוללה מהפכה במהלך גיל מודרני, אפשרה יצירת מכשירים שמעולם לא נחשדו על ידי ה אֶנוֹשִׁיוּת, כמו מיקרוסקופים, מצלמות ואופטיקה מתקנת (רפואית).
- מכניקת נוזלים. הוא מתמקד בחקר התנועה של נוזלים והאינטראקציות שלהם עם הסביבה. זה אומר שהוא בעיקר לומד את נוזלים וה גזים, אבל גם צורות מורכבות אחרות של חומר שמסוגלות לזרום, כלומר להפוך למדיה רציפה.
- מכניקה קוואנטית. הוא מוקדש לחקר הטבע בקנה מידה מרחבי קטן מאוד כמו אטומים ו חלקיקים תת - אטומיים. הוא מנתח את הדינמיקה והאינטראקציות שלהם והוא תוצאה של התקדמות בפיזיקה בתחילת המאה ה-20, שהתרחקה מהנחות של המכניקה הקלאסית כדי לחנוך תחום מחקר חדש: זה של העולם התת-אטומי והמניפולציות האפשריות שלו.
- תורת הכאוס. מתמקד בחקר מערכות פיזיקליות מורכבות ודינמיות, הוא משתמש במשוואות הדיפרנציאליות של ניוטון ובתרומות של פיזיקאים כמו פייר סיימון דה לפלס (1749-1827), אנרי דה פואנקרה (1854-1912) ואדוארד לוננץ (1917-2008), בין היתר.
בנוסף, ישנם ענפי פיסיקה שנולדים הודות לאינטראקציה עם מדעים ודיסציפלינות אחרות:
- גיאופיזיקה. פרי המגע בין פיזיקה ו גֵאוֹלוֹגִיָה, מוקדש לחקר השכבות הפנימיות של הכוכב שלנו: שלו מִבְנֶה, הדינמיקה שלו וההיסטוריה האבולוציונית שלו, תוך התחשבות במה שידוע על חוקי החומר היסודיים: כוח משיכה, אלקטרומגנטיות, קרינה וכו'.
- אסטרופיזיקה. זה הפיזיקה של כוכבים, כלומר, פיזיקה המיושמת לחקר עצמים גלויים או ניתנים לזיהוי ב חלל חיצון, מה כוכבים, ערפיליות או חורים שחורים. דיסציפלינה זו נולדה מידו של אַסטרוֹנוֹמִיָה ויחד איתו הוא תורם כמויות אדירות של מֵידָע על איך החלל החיצון עובד ומה מסקנות ניתן לשאוב ממך תַצְפִּית.
- כימיה פיזיקלית. זוהי נקודת המפגש בין מדע הכוחות (פיסיקה) לבין מדע החומר (כימיה). זה מורכב מחקר החומר תוך שימוש במושגים פיזיקליים.
- בִּיוֹפִיסִיקָה. מוקדש לחקר יצורים חיים מנקודת מבט פיזית, במיוחד ברמת הדינמיקה המולקולרית, כלומר החלפה ואינטראקציה של חלקיקים תת-אטומיים ואנרגיה, בין ובתוך יצורים חיים.