Различные области физики
Физика — это отрасль науки, изучающая природу и свойства неживой материи и энергии, не изучаемые химией или биологией, а также фундаментальные законы материальной вселенной. Таким образом, это огромная и разнообразная область исследования.
Чтобы разобраться в этом, ученые сосредоточили свое внимание на одной или двух меньших областях дисциплины. Это позволяет им стать экспертами в этой узкой области, не увязая в огромном объеме знаний о мире природы.
Области физики
Физику иногда разбивают на две широкие категории в зависимости от истории науки: классическая физика, включающая исследования, возникшие от эпохи Возрождения до начала 20 века; и Современная физика, включающая те исследования, которые были начаты с того периода. Частью разделения можно считать масштаб: современная физика фокусируется на более мелких частицах, более точных измерениях и более широких законах, которые влияют на то, как мы продолжаем изучать и понимать, как устроен мир.
Другой способ разделить физику — это прикладная или экспериментальная физика (в основном, практическое использование материалов) и теоретическая физика (построение всеобъемлющих законов о том, как работает Вселенная).
Когда вы читаете различные формы физики, должно стать очевидным, что есть некоторое совпадение. Например, разница между астрономией, астрофизикой и космологией иногда может быть практически бессмысленной. То есть всем, кроме астрономов, астрофизиков и космологов, которые могут относиться к различиям очень серьезно.
Классическая физика
До начала 19 века физика концентрировалась на изучении механики, света, звука и волнового движения, тепла и термодинамики, а также электромагнетизма. Классические области физики, которые изучались до 1900 года (и продолжают развиваться и преподаваться сегодня), включают:
- Акустика: Изучение звука и звуковых волн.В этой области вы изучаете механические волны в газах, жидкостях и твердых телах. Акустика включает приложения для сейсмических волн, ударов и вибрации, шума, музыки, связи, слуха, подводного звука и атмосферного звука. Таким образом, он охватывает науки о Земле, науки о жизни, инженерию и искусство.
- Астрономия: Изучение космоса, включая планеты, звезды, галактики, глубокий космос и вселенную. Астрономия — одна из древнейших наук, использующая математику, физику и химию для понимания всего, что находится за пределами земной атмосферы.
- Химическая физика: Изучение физики химических систем. Химическая физика фокусируется на использовании физики для понимания сложных явлений в различных масштабах от молекулы до биологической системы. Темы включают изучение наноструктур или динамики химических реакций.
- Вычислительная физика: Применение численных методов для решения физических задач, для которых уже существует количественная теория.
- Электромагнетизм: Изучение электрических и магнитных полей, которые являются двумя аспектами одного и того же явления.
- Электроника: Изучение потока электронов, как правило, в цепи.
- Динамика жидкости / механика жидкости: Изучение физических свойств «жидкостей», конкретно определяемых в данном случае как жидкости и газы.
- Геофизика: Изучение физических свойств Земли.
- Математическая физика: Применение математически строгих методов для решения задач в физике.
- Механика: Изучение движения тел в системе отсчета.
- Метеорология/физика погоды: Физика погоды.
- Оптика / Физика света: Изучение физических свойств света.
- Статистическая механика: Изучение больших систем путем статистического расширения знаний о меньших системах.
- Термодинамика: Физика тепла.
Современная физика
Современная физика охватывает атом и его составные части, теорию относительности и взаимодействие высоких скоростей, космологию и исследование космоса, а также мезоскопическую физику, те части Вселенной, которые имеют размеры от нанометров до микрометров. Некоторые из областей современной физики: