21 فرعًا من فروع الفيزياء: موضوع الدراسة والتطبيقات

فروع الفيزياء مختلفة مجالات أو مجالات دراسة الفيزياء. الفيزياء هي العلم المسؤول عن شرح كل ما يحدث في الكون ، من أجله يغطي مجموعة متنوعة من المجالات: الحركة ، والقوى ، والإشعاع ، والطاقة ، بين الآخرين.

فرع الفيزياء	موضوع الدراسة	التطبيقات
الصوتيات	صوت	أنظمة الملاحة والموقع بالصوت ، والمخططات البيئية.
الفيزياء الفلكية	أجسام كبيرة في الفضاء.	معرفة الأجرام السماوية الأخرى.
الفيزياء الحيوية	القوانين الفيزيائية للعمليات البيولوجية.	طاقة الخلية ، نقل النبضات العصبية ، نقل الخلايا.
المبردة	المواد في درجات حرارة منخفضة للغاية	الموصلية الفائقة ، مغناطيس قوي.
معادلات الحركة	الأجسام المتحركة	احسب مسار الأجسام وسرعتها.
متحرك	القوى المؤثرة على الأشياء.	الديناميكا الهوائية
ثابتة	القوى على الجثث في حالة الراحة.	هندسة البناء.
الكهرومغناطيسية	الكهرباء والمغناطيسية	الشبكات الكهربائية والاتصالات اللاسلكية والمعدات الإلكترونية.
الفيزياء الذرية	الذرة	ميكانيكا الكم ، وتكنولوجيا النانو ،
فيزياء الموائع	سلوك السوائل والغازات.	علم الطيران ، العمليات الصناعية ، الدورة الدموية.
فيزياء الحالة الصلبة	المادة والتفاعلات بين الذرات.	المقاومة الضوئية ، المواد المغناطيسية والليزر الجديدة ، الموصلات الفائقة.
فيزياء البلازما	الخصائص الفيزيائية للبلازما	معالجة إعادة تدوير الورق.
فيزياء المادة المكثفة	خواص المواد الصلبة والسوائل.	الموصلية الحرارية ، المغناطيسية الحديدية.
الفيزياء الطبية	الإشعاع في صحة الإنسان.	العلاج الإشعاعي وقياس الجرعات.
فيزياء نووية	نواة الذرة.	المفاعلات النووية والطب.
فيزياء الجسيمات	الجسيمات التي تتكون منها الذرة.	التشخيص والعلاج الطبي ، شبكة الانترنت، تعقيم.
الميكانيكا الكلاسيكية	حركة الأجسام: وتشمل الكينماتيكا والديناميات والإحصاءات.	إطلاق الصواريخ وسفن الفضاء.
ميكانيكا الكم	سلوك الجسيمات دون الذرية.	خصائص وهيكل المادة.
علم الارصاد الجوية	الغلاف الجوي ومكوناته.	التنبؤ ومراقبة الأحوال الجوية.
بصريات	موجات الضوء والموجات الكهرومغناطيسية الأخرى.	ألياف بصرية ، ليزر.
الديناميكا الحرارية	الطاقة والحرارة ونقلها.	التبريد والمحركات

1. الصوتيات

الصوتيات هي فرع من فروع الفيزياء الكلاسيكية دراسة الصوت كاضطراب في الهواء ، وطريقة انتشاره ، والظواهر التي تنتج عنه ، وكيفية سماعه ، وكيفية امتصاصه.

أدوات: مخطط الضغط ، الميكروفونات ، الموجات فوق الصوتية.

التطبيقات: عازل للصوت ، عازل للصوت ، تصميم الآلات الموسيقية وصالات الحفلات الموسيقية ، أنظمة الملاحة وموقع الصوت.

2. الفيزياء الفلكية

الفيزياء الفلكية هي فرع الفيزياء الذي يدرس الأجسام المادية الأكبر حجمًا. وصف حركة الأجسام والأنظمة في الفضاء ، مثل النجوم والكوازارات والمجرات والمادة بين النجوم.

أدوات: المراصد الفلكية ، التلسكوبات ، التلسكوبات الراديوية ، المسابير الفضائية.

التطبيقات: تحديد المواقع الجغرافية ، معرفة الكواكب الأخرى.

3. الفيزياء الحيوية

يجمع علماء الفيزياء الحيوية بين علم الأحياء والفيزياء لدراسة القوانين الفيزيائية للعمليات البيولوجية، طريقة عمل غشاء الخلية ، طريقة عمل النبضات العصبية وتقلص العضلات.

أدوات: البيولوجيا الجزيئية ، حيود الأشعة السينية ، الفحص المجهري الفلوري على أساس نقل طاقة الرنين الفلوري ، الفيزيولوجيا الكهربية.

التطبيقات: الاستقرار الديناميكي الحراري للبروتينات ، الطاقة الخلوية ، النقل الخلوي.

4. المبردة

فيزياء درجات الحرارة المنخفضة أو درجات الحرارة المنخفضة تدرس سلوك المادة في درجات حرارة منخفضة للغاية. يشير الصفر المطلق (0ºK) إلى أدنى درجة حرارة يمكن أن يصل إليها الجسم ، حيث تكون الجزيئات غير متحركة عمليًا.

أدوات: ضغط وتمدد الغازات ، ناظم البرد.

التطبيقات: الموصلية الفائقة والسيولة الفائقة ، وبناء مغناطيس فائق القوة ، وخطوط نقل الطاقة بكفاءة عالية.

5. معادلات الحركة

علم الحركة هو فرع الميكانيكا الذي يدرس الأجسام المتحركة. لوصف الحركة ، يدرس علم الحركة مسار النقاط والخطوط والأشياء الهندسية الأخرى ، ويتم حساب السرعة والتسارع والإزاحة.

أدوات: كاميرات الفيديو ، المراقبة ، الرياضيات.

التطبيقات: حساب سرعة ومسار الأجسام ، المقذوفات.

6. متحرك

الديناميكيات هي فرع الميكانيكا الذي يدرس العلاقات بين حركة الجثث وأسبابها. يدرس القوى التي تسبب تحرك الأشياء والأنظمة.

أدوات: قوانين نيوتن ، مخططات القوة.

التطبيقات: حسابات الاحتكاك ، التشوه ، المقاومة ، الديناميكا الهوائية ، الدفع.

7. ثابتة

علم الإحصاء هو فرع الميكانيكا الذي يدرس توازن الأجسام. إنه يتعامل مع تحليل القوى التي تعمل على نظام في حالة سكون.

أدوات: قوانين نيوتن ، آلات بسيطة.

التطبيقات: تشييد المباني والجسور.

8. الكهرومغناطيسية

الكهرومغناطيسية هي دراسة ظواهر الكهرباء والمغناطيسية التفاعل بين الجسيمات المشحونة في المجالات الكهربائية والمغناطيسية وانتشار الموجات الكهرومغناطيسية عبر الفضاء.

أدوات: المغناطيسات ، الشحنات الكهربائية ، الفولتميتر ، أمبير.

التطبيقات: أنظمة شبكات توزيع الكهرباء ، وشبكات الاتصالات العالمية ، والمعدات الإلكترونية.

9. الفيزياء الذرية

الفيزياء الذرية تتعامل مع دراسة الذرة: هيكلها وتكوينها الإلكتروني وآليات انبعاث وامتصاص الطاقة.

أدوات: النشاط الإشعاعي ، التحليل الطيفي ، الليزر.

التطبيقات: ميكانيكا الكم ، تكنولوجيا النانو.

10. فيزياء الموائع

تدرس فيزياء الموائع سلوك السوائل أو الغازات أو السوائل الأخرى أثناء الراحة والحركة.

أدوات: مبدأ أرخميدس ، التوتر السطحي ، الشعيرية.

التطبيقات: التحكم في الهواء المضغوط وتدفق الوقود في الطائرات ، وأنظمة التحكم في العمليات الهيدروليكية الصناعية والعمليات في درجات حرارة عالية. عمل الجهاز الدوري.

11. فيزياء الحالة الصلبة

تقوم فيزياء الحالة الصلبة بدراسة واستكشاف المادة والتفاعل بين الذرات في الأبعاد على نطاق عياني. حاول شرح الخصائص الكيميائية بناءً على الخصائص الفيزيائية لكل ذرة.

أدوات: المجهر الإلكتروني ، تصوير البلورات حيود الأشعة السينية.

التطبيقات: مواد الليزر ، مقاومات الضوء ، الخلايا الضوئية ، المواد الفلورية أو الفوسفورية ، المواد المغناطيسية الجديدة ، الموصلات الفائقة ، المواد المغناطيسية الجديدة.

12. فيزياء البلازما

فيزياء البلازما تدرس حالة الجسيمات المشحونة. توجد البلازما بشكل طبيعي في النجوم والفضاء. في المختبرات ، يتم إنشاء البلازما عن طريق تسخين الغازات حتى تنفصل الإلكترونات عن الذرة أو الجزيء.

أداة: ليزر عالي الطاقة ، ميكروويف.

التطبيقات: معالجة الورق لإعادة التدوير.

13. فيزياء المادة المكثفة

تتعامل فيزياء المادة المكثفة مع الخصائص الحرارية والكهرومغناطيسية والبصرية للمواد الصلبة والسائلة

أدوات: علم البلورات ، قياس الطيف.

التطبيقات: الموصلية الحرارية ، أشباه الموصلات والعوازل ، السيولة الفائقة ، المغناطيسية الحديدية.

14. فيزياء الجسيمات

تشتمل فيزياء الجسيمات على دراسة الجسيمات الأساسية التي تشكل المادة. ومن المعروف أيضًا باسم "فيزياء الطاقة العالية" نظرًا للكميات الكبيرة من الطاقة اللازمة لتهيئة الظروف المناسبة للمراقبة.

أدوات: مسرعات الجسيمات ، الأشعة الكونية.

التطبيقات: التصوير بالرنين المغناطيسي ، الشبكة العنكبوتية العالمية ، تحويل النفايات النووية ، ماسحة الحاويات البحرية.

15. الفيزياء الطبية

الفيزياء الطبية هي فرع من فروع الفيزياء التي تطبق مبادئ وأساليب وتقنيات الفيزياء في الوقاية من الأمراض البشرية وتشخيصها وعلاجها.

أدوات: التصوير ، المعدات الإشعاعية ، الرنين المغناطيسي.

التطبيقات: الخدمة السريرية ، العلاج الإشعاعي ، قياس الجرعات.

16. فيزياء نووية

تقوم الفيزياء النووية بفحص نواة الذرةتتكون من البروتونات والنيوترونات والجسيمات الأخرى. يدرس الفيزيائي النووي ترتيب هذه الجسيمات في النواة ، والقوى التي تجمعهم معًا ، و الطريقة التي تطلق بها النوى الطاقة في شكل نشاط إشعاعي طبيعي أو بسبب تفاعلات الاندماج أو الانشطار.

أدوات: أشعة البروتونات أو الإلكترونات مثل المقذوفات والمفاعلات النووية وعدادات جيجر.

التطبيقات: النشاط الإشعاعي ، الطب ، محطات توليد الكهرباء.

17. الميكانيكا الكلاسيكية

تشتمل الميكانيكا الكلاسيكية على الدراسة الكاملة لحركة الأجسام. تتضمن علم الحركة ، وديناميكيات ، وإحصاءات.

أدوات: قوانين نيوتن للحركة.

التطبيقات: إطلاق الصواريخ وسفن الفضاء.

18. ميكانيكا الكم

تدرس ميكانيكا الكم القوانين التي تحكم سلوك الجسيمات دون الذرية. في مجال الأبعاد الصغيرة للغاية ، تتبع الأجسام قوانين سلوك مختلفة تمامًا عن تلك الموجودة في العالم العياني.

أداة: إشعاع الجسم الأسود.

التطبيقات: التنبؤ بسلوك الجسيمات والظواهر الداخلية للذرة ، يسمح بالتعمق في خصائص وهيكل المواد الصلبة ، مثل أشباه الموصلات.

19. علم الارصاد الجوية

الأرصاد الجوية هو دراسة الغلاف الجوي ومكوناته. يطبق علماء الأرصاد الجوية الفيزياء لفحص تدفقات وحركة الهواء والماء على سطح الأرض.

أدوات: صور الأقمار الصناعية والرادارات ومحطات الطقس.

التطبيقات: فحص تدفق الهواء ، التنبؤ بالطقس ، مراقبة الأحوال الجوية.

20. بصريات

دراسات البصريات الضوء ولها تطبيقات عديدة في مجال الإلكترونيات الضوئية والألياف الضوئية.

أدوات: العدسات والمرايا والتلسكوبات والمناظير.

التطبيقات: دراسة سلوك الضوء والموجات الكهرومغناطيسية الأخرى والألياف الضوئية.

21. الديناميكا الحرارية

الديناميكا الحرارية هي فرع الفيزياء الذي يدرس الاختلاف أشكال الطاقة، وكذلك الشروط التي بموجبها يمكن أن يتحول المرء إلى الآخر.

أدوات: قوانين الديناميكا الحرارية ، المسعرات.

التطبيقات: أنظمة التبريد ومحركات الاحتراق الداخلي ومحركات الدفع للمركبات الفضائية.

الفيزياء النظرية والتجريبية

الفيزياء هي دراسة المادة التي يتكون منها الكون والقوانين التي تحكمه. يمكن التعامل مع العمل في الفيزياء من خلال استراتيجيتين رئيسيتين:

• الفيزياء نظري: يستخدمون قوانين الفيزياء لتنقيح النظريات واقتراح التجارب ، كما فعل ألبرت أينشتاين وريتشارد فاينمان وستيفن هوكينغ.
• الفيزياء تجريبي: يقوم الفيزيائيون التجريبيون بتصميم وإجراء التجارب ، كما تفعل الفيزيائية الأرجنتينية غابرييلا غونزاليس والفيزيائي المكسيكي جيراردو هيريرا كورال.

قد يثير اهتمامك معرفة:

• الفرق بين العلوم الطبيعية والاجتماعية.
• فروع الكيمياء