13 ГРАНА КЛАСИЧНЕ И МОДЕРНЕ ФИЗИКЕ - ФИЗИЧКИ

Међу гранама класичне и модерне физике можемо истакнути акустику, оптику или механику у најпримитивнијем пољу, а космологију, квантну механику или релативност у оним новијих примена.

Класична физика описује теорије развијене пре 1900. године, а модерна физика догађаје који су се догодили након 1900. Класична физика бави се материјом и енергијом на макро-скали, не улазећи дубоко у сложеније студије квантитета. савремене физике.

Мак Планцк, један од најважнијих научника у историји, означио је крај класичне физике и почетак модерне физике квантном механиком.

Гране класичне физике

1- Акустика

Ухо је биолошки инструмент пар екцелленце који прима одређене таласне вибрације и тумачи их као звук.

Акустика која се бави проучавањем звука (механички таласи у гасовима, течностима и чврстим супстанцама) повезана је са производњом, контролом, преносом, пријемом и ефектима звука.

Акустична технологија укључује музику, проучавање геолошких, атмосферских и подводних појава.

Психоакустика проучава физичке ефекте звука на биолошке системе, присутне откад је Питагора први пут чуо звуке вибрирајућих струна и чекића који ударају на накованима у 6. веку пре нове ере. Али најшокантнији развој медицине је ултразвучна технологија.

2- Електрицитет и магнетизам

Електрична енергија и магнетизам потичу из једне електромагнетне силе. Електромагнетизам је грана физичке науке која описује интеракције електричне енергије и магнетизма.

Магнетно поље настаје покретном електричном струјом, а магнетно поље може индуковати кретање наелектрисања (електричне струје). Правила електромагнетизма такође објашњавају геомагнетне и електромагнетне појаве, описујући како наелектрисане честице атома међусобно делују.

Раније се електромагнетизам доживљавао на основу ефеката муње и електромагнетног зрачења као светлосног ефекта.

Магнетизам се дуго користи као основни инструмент за навигацију на компасу.

Феномен електричних набоја у мировању су открили стари Римљани, који су посматрали начин на који трљани чешаљ привлаче честице. У контексту позитивних и негативних набоја, попут одбијања набоја, а различити набоји привлаче.

Можда ће вас занимати више о овој теми откривањем 8 врста електромагнетних таласа и њихових карактеристика.

3- Механика

Повезано је са понашањем физичких тела када су изложени силама или помацима и последњим ефектима тела у њиховој околини.

У зору модернизма, научници Јаиам, Галилео, Кеплер и Невтон поставили су темељ за оно што је данас познато као класична механика.

Ова поддисциплина бави се кретањем сила на објекте и честице које су у мировању или се крећу брзинама знатно спорије од светлости. Механика описује природу тела.

Израз тело укључује честице, пројектиле, свемирске бродове, звезде, делове машинерије, делове чврстих тела, делове течности (гасова и течности). Честице су тела мале унутрашње структуре, која се у класичној механици третирају као математичке тачке.

Крута тела имају величину и облик, али задржавају једноставност блиску оној у честици и могу бити полу-крута (еластична, течна).

4- Механика флуида

Механика флуида описује проток течности и гасова. Динамика флуида је грана из које излазе под-дисциплине као што су аеродинамика (проучавање ваздуха и других гасова у покрету) и хидродинамика (истраживање течности у покрету).

Динамика флуида се широко примењује: за прорачун сила и момената у авионима, одређивање масе нафтне течности кроз цевоводе, поред предвиђања временских образаца, компресије маглина у моделирање међузвјезданог свемира и нуклеарног оружја.

Ова грана нуди систематску структуру која обухвата емпиријске и полу-емпиријске законе проистекле из мерења протока и која се користе за решавање практичних проблема.

Решење проблема са динамиком течности укључује израчунавање својстава течности, као што су брзина протока, притисак, густина и температура, као и функције простора и времена.

5- Оптика

Оптика се бави својствима и појавама видљиве и невидљиве светлости и вида. Проучите понашање и својства светлости, укључујући његове интеракције са материјом, поред изградње одговарајућих инструмената.

Описује понашање видљиве, ултраљубичастог и инфрацрвеног светла. Пошто је светлост електромагнетни талас, други облици електромагнетног зрачења као што су Кс-зраци, микроталаси и радио таласи имају слична својства.

Ова грана је релевантна за бројне сродне дисциплине као што су астрономија, инжењерство, фотографија и медицина (офталмологија и оптометрија). Његова практична примена налази се у разним свакодневним предметима и технологијама, укључујући огледала, сочива, телескопе, микроскопе, ласере и оптичка влакна.

6- Термодинамика

Подружница физике која проучава ефекте рада, топлоте и енергије у систему. Настала је у 19. веку појавом парног строја. Бави се само опсежним посматрањем и одзивом опаженог и мерљивог система.

Међусобне интеракције са гасом описане су кинетичком теоријом гасова. Методе се надопуњују и објашњавају се термодинамиком или кинетичком теоријом.

Закони термодинамике су:

Закон о ентталпији : Повезује различите облике кинетичке и потенцијалне енергије у систему са радом који систем може обавити, плус пренос топлоте.
То доводи до другог закона и до дефиниције друге променљиве државе која се назива закон ентропије .
Нулте Законом дефинише великих размера равнотежно стање, температуре насупрот дефиниције мањег обима у вези са кинетичке енергије молекула.

Гране савремене физике

7- Козмологија

То је проучавање структура и динамике Универзума у већем обиму. Истражите његово порекло, структуру, еволуцију и крајње одредиште.

Козмологија, као наука, настала је по Коперниковом принципу - небеска тела покоравају се физичким законима идентичним онима на Земљи - и њујтонској механици, што нам је омогућило да разумемо те физичке законе.

Физичка космологија је започела 1915. године развојем Аинстеинове опште теорије релативности, праћене великим открићима посматрања у 1920-има.

Драматични напредак посматрачке космологије од 1990-их, укључујући космичку микроталасну позадину, удаљене супернове и црвене промене устанка галаксије, довео је до развоја стандардног модела космологије.

Овај модел се придржава садржаја велике количине тамне материје и тамних енергија садржаних у универзуму, чија природа још није добро дефинисана.

8- квантна механика

Грана физике која проучава понашање материје и светлости, на атомској и субатомској скали. Његов циљ је описати и објаснити својства молекула и атома и њихових компоненти: електрона, протона, неутрона и других езотеричних честица попут кваркова и глуона.

Ова својства укључују интеракције честица једна са другом и са електромагнетним зрачењем (светлост, рендгенски и гама зраци).

Више научника допринело је успостављању три револуционарна принципа која су постепено добила прихватање и експерименталну верификацију између 1900. и 1930.

Квантификована својства . Положај, брзина и боја понекад се могу појавити само у одређеним количинама (попут кликовања бројем по броју). То је у супротности са концептом класичне механике, који каже да таква својства морају постојати на равном, непрекидном спектру. Да би описали идеју да нека својства кликну, научници су сковали глагол квантитативно.
Честице светлости . Научници су одбацили 200 година експеримената постулирајући да се светлост може понашати попут честица, а не увек „као таласи / таласи у језеру“.
Таласи материје . Материја се такође може понашати попут таласа. То је доказано 30-годишњим експериментима који потврђују да материја (попут електрона) може постојати као честице.

9- Релативност

Ова теорија обухвата две теорије Алберта Ајнштајна: посебну релативност која се односи на елементарне честице и њихове интеракције - описујући све физичке појаве осим гравитације - и општу релативност која објашњава закон гравитације и њен однос са другим силама природа.

Примењује се на подручје космологије, астрофизике и астрономије. Релативност је трансформисала постулате физике и астрономије у 20. веку, протјерујући 200 година невтонске теорије.

Унео је концепте као што су просторно време као обједињена целина, релативност симултаности, кинематичко и гравитационо ширење времена и контракција дужине.

У области физике, побољшао је науку о елементарним честицама и њиховим темељним интеракцијама, заједно са инаугурацијом нуклеарног доба.

Козмологија и астрофизика предвиђале су изванредне астрономске појаве попут неутронских звезда, црних рупа и гравитационих таласа.

10-нуклеарна физика

То је поље физике које проучава атомско језгро, његове интеракције са другим атомима и честицама и његовим састојцима.

11-Биофизика

Формално је то грана биологије, иако је уско повезана са физиком, јер проучава биологију с физичким принципима и методама.

12-Астрофизика

Формално је то грана астрономије, иако уско повезана са физиком, јер проучава физику звезда, њихов састав, еволуцију и структуру.

13-Геофизика

То је грана географије, иако је уско повезана са физиком, јер проучава Земљу методама и принципима физике.

Примери истраживања из сваке гране

1- Акустика: УНАМ истраживање

Лабораторија за акустику Одељења за физику Природно-математичког факултета УНАМ спроводи специјализована истраживања за развој и примену техника које омогућавају проучавање акустичких појава.

Најчешћи експерименти укључују различите медије са различитим физичким структурама. Ови медији могу бити флуиди, ветробрани или употреба суперсоничног млаза.

Истрага која се тренутно одвија на УНАМ-у је фреквенцијски спектар гитаре, зависно од места где је пуштена. Проучавају се и акустички сигнали које емитују делфини (Форгацх, 2017).

2- Електричност и магнетизам: ефекат магнетних поља у биолошким системима

Окружни универзитет Францисцо Јосе Цалдас спроводи истраживање о утицају магнетних поља на биолошке системе. Све то у циљу идентификације свих досадашњих истраживања која су рађена на овој теми и издавања нових знања.

Истраживања показују да је магнетно поље Земље трајно и динамично, са наизменичним периодима високог и ниског интензитета.

Они такође говоре о врстама које зависе од конфигурације овог магнетног поља да се оријентишу, попут пчела, мрава, лососа, китова, морских паса, делфина, лептира, корњача, између осталог (Фуентес, 2004).

3- Механика: људско тело и нулта гравитација

Више од 50 година НАСА је вршила истраживање о утицају нулте гравитације на људско тело.

Та су истраживања омогућила многим астронаутима да се сигурно крећу на Месецу, или да живе дуже од годину дана на Међународној свемирској станици.

НАСА-ино истраживање анализира механичке ефекте које нултута гравитација има на тело, са циљем да их смањи и обезбеди да астронаути могу бити упућени у удаљенија места Сунчевог система (Стрицкланд & Цране, 2016).

4- Механика течности: Леиденфрост ефекат

Леиденфрост ефекат је појава која се дешава када кап течности додирне врућу површину, на температури вишој од тачке кључања.

Студенти докторских студија на Универзитету у Лијежу створили су експеримент да би открили утицај гравитације на време испаравања течности и њено понашање током овог процеса.

Подлога је првобитно загревана и нагнута по потреби. Коришћене капљице воде праћене су инфрацрвеним светлом, активирајући серво моторе сваки пут када се одмакну од центра површине (Истраживање и наука, 2015).

5- Оптика: Риттерова запажања

Јоханн Вилхелм Риттер био је немачки фармацеут и научник, који је спровео бројне медицинске и научне експерименте. Међу његовим најзначајнијим доприносима у области оптике је откриће ултраљубичастог светла.

Риттер је своје истраживање темељио на открићу инфрацрвеног светла Вилијама Херсцхела 1800. године, утврђујући на тај начин да је постојање невидљивих светла могуће и спроводећи експерименте са сребро-хлоридом и различитим светлосним сноповима (Цоол Цосмос, 2017) .

6- Термодинамика: термодинамичка соларна енергија у Латинској Америци

Ово истраживање фокусира се на проучавање алтернативних извора енергије и топлоте, као што је соларна енергија, при чему је главни интерес термодинамичка пројекција соларне енергије као одрживог извора енергије (Бернарделли, 201).

У ту сврху, студијски документ је подељен у пет категорија:

1- Соларно зрачење и расподела енергије на земљиној површини.

2- Употреба соларне енергије.

3- Позадина и еволуција употребе соларне енергије.

4- Термодинамичке инсталације и врсте.

5- Студије случаја у Бразилу, Чилеу и Мексику.

7- Козмологија: Истраживање тамне енергије

Истраживање о тамној енергији или истраживању тамне енергије било је научно истраживање спроведено 2015. године, чија је главна сврха била да се мери великострана структура свемира.

Овом истрагом, спектар је отворен за бројна космолошка испитивања, која желе утврдити количину тамне материје која је присутна у тренутном свемиру и његову дистрибуцију.

С друге стране, резултати произведени од стране ДЕС-а у супротности су са традиционалним теоријама о космосу, објављеним након свемирске мисије Планцк, финансиране од стране Европске свемирске агенције.

Ово истраживање је потврдило теорију да се свемир тренутно састоји од 26% тамне материје.

Такође су развијене мапе за позиционирање које су прецизно мереле структуру 26 милиона удаљених галаксија (Бернардо, 2017).

8- Квантна механика: теорија информација и квантно рачунање

Ово истраживање жели да истражи две нове области науке, као што су информације и квантно рачунање. Обе теорије су кључне за напредак телекомуникационих уређаја и уређаја за обраду информација.

Ова студија представља тренутно стање квантног рачунања, подржано напретком Групе за квантно рачунање (ГКЦ) (Лопез), институције посвећене предавању и стварању знања о овој теми, заснованој на првом Турингови постулати о рачунању.

9- Релативност: Икарусов експеримент

Икарусово експериментално истраживање, спроведено у лабораторији Гран Сассо у Италији, донело је сигурност у научном свету потврдивши да је Еинстеинова теорија релативности тачна.

Ово истраживање измерило је брзину седам неутрина светлосним снопом који је обезбедио Европски центар за нуклеарна истраживања (ЦЕРН), закључујући да неутрини не прелазе брзину светлости, као што је закључено у претходним експериментима исте лабораторија.

Ови резултати су били супротни онима добијеним у претходним експериментима ЦЕРН-а, који је претходних година закључио да су неутрини прешли 730 километара брже од светлости.

Очигледно, закључак који је претходно дао ЦЕРН био је због лоше ГПС везе у време извођења експеримента (Ел тиемпо, 2012).

Референце

По чему се класична физика разликује од модерне физике? Опоравак на референце.цом.
Електрицитет и магнетизам. Свет науке о Земљи. Цопиригхт 2003, Тхе Гале Гроуп, Инц. Преузето на енцицлопедиа.цом.
Механика. Опоравак на википедиа.орг.
Динамика флуида. Опоравак на википедиа.орг.
Оптика. Дефиниција. Опоравак на Дицтионари.цом.
Оптика. МцГрав-Хилл Енциклопедија науке и технологије (5. изд.). МцГрав-Хилл. 1993.
Оптика. Опоравак на википедиа.орг.
Шта је термодинамика? Опоравак на грц.наса.гов.
Ајнштајн А. (1916). Релативност: Специјална и општа теорија. Опоравак на википедиа.орг.
Вилл, Цлиффорд М (2010). "Релативност". Гролиер-ова мултимедијална енциклопедија. Опоравак на википедиа.орг.
Који су докази за Велики прасак? Опоравак на астро.уцла.еду.
Планцк открива и скоро савршен универзум. Опоравак у еса.инт.

13 ГРАНА КЛАСИЧНЕ И МОДЕРНЕ ФИЗИКЕ - ФИЗИЧКИ - 2025