21 клона на физиката: обект на изследване и приложения

Клоновете на физиката са различни области или области на изучаване на физиката. Физиката е науката, която е отговорна за обяснението на всичко, което се случва във Вселената, за което обхваща голямо разнообразие от области: движение, сили, радиация, енергия, сред други.

Физически клон	Обект на изследване	Приложения
Акустика	Звук	Системи за навигация и местоположение чрез звук, екосонограми.
Астрофизика	Големи тела в космоса.	Познаване на други небесни тела.
Биофизика	Физически закони на биологичните процеси.	Клетъчна енергия, предаване на нервен импулс, клетъчен транспорт.
Криогеника	Материали при много ниски температури	Свръхпроводимост, мощни магнити.
Кинематика	Преместване на обекти	Изчислете траекторията и скоростта на обектите.
Динамичен	Сили, действащи върху обекти.	Аеродинамика
Статично	Сили върху тела в покой.	Строителство, инженеринг.
Електромагнетизъм	Електричество и магнетизъм	Електрически мрежи, безжична комуникация, електронно оборудване.
Атомна физика	Атомът	Квантова механика, нанотехнологии,
Физика на течностите	Поведение на течности и газове.	Аеронавтика, индустриални процеси, кръвоносна система.
Физика на твърдото тяло	Материята и взаимодействията между атомите.	Фотоустойчивост, нови магнитни и лазерни материали, свръхпроводници.
Физика на плазмата	Физични свойства на плазмата	Обработка за рециклиране на хартия.
Физика на кондензираната материя	Свойства на твърди вещества и течности.	Топлопроводимост, феромагнетизъм.
Медицинска физика	Радиация в човешкото здраве.	Лъчетерапия и дозиметрия.
Ядрена физика	Ядро на атома.	Ядрени реактори, медицина.
Физика на частиците	Частици, които изграждат атома.	Медицинска диагностика и лечение, World Wide Web, стерилизация.
Класическа механика	Движение на телата: включва кинематика, динамика и статика.	Изстрелване на ракети и космически кораби.
Квантова механика	Поведение на субатомни частици.	Свойства и структура на материята.
Метеорология	Атмосферата и нейните компоненти.	Прогнозиране и наблюдение на метеорологичните условия.
Оптика	Светлина и други електромагнитни вълни.	Оптични влакна, лазер.
Термодинамика	Енергия, топлина и техните трансфери.	Охлаждане, двигатели

1. Акустика

Акустиката е клонът на класическата физика, който изучете звука като въздушно нарушение, начинът му на разпространение, явленията, които го произвеждат, как се чува и как се абсорбира.

Инструменти: диаграма на налягането, микрофони, ултразвук.

Приложения: звукоизолация, звукоизолация, дизайн на музикални инструменти и концертни зали, навигационни системи и звукова локация.

2. Астрофизика

Клонът на физиката, който изучава по-големи материални тела, е астрофизиката. Опишете движението на тела и системи в космоса, като звезди, квазари, галактики и междузвездна материя.

Инструменти: астрономически обсерватории, телескопи, радиотелескопи, космически сонди.

Приложения: геопозициониране, познаване на други планети.

3. Биофизика

Биофизиците комбинират биология и физика, за да изучават физични закони на биологичните процеси, функционирането на клетъчната мембрана, начина на работа на нервните импулси и мускулната контракция.

Инструменти: молекулярна биология, рентгенова дифракция, флуоресцентна микроскопия, базирана на флуоресцентен резонансен трансфер на енергия, електрофизиология.

Приложения: термодинамична стабилност на протеини, клетъчна енергия, клетъчен транспорт.

4. Криогеника

Физиката на ниските температури или криогениката изучава поведението на материя при изключително ниски температури. Абсолютната нула (0ºK) показва най-ниската температура, която тялото може да достигне, където молекулите са практически неподвижни.

Инструменти: компресия и разширяване на газове, криостат.

Приложения: свръхпроводимост и свръхфлуидност, изграждане на супер мощни магнити, електропроводи с висока ефективност.

5. Кинематика

Кинематиката е клонът на механиката, който изучава движещи се обекти. За да опише движението, кинематиката изучава траекторията на точки, линии и други геометрични обекти, изчисляват се скорост, ускорение, преместване.

Инструменти: видеокамери, наблюдение, математика.

Приложения: изчисляване на скоростта и траекторията на обектите, балистика.

6. Динамичен

Динамиката е клонът на механиката, който изучава връзките между движение на телата и неговите причини. Той изучава силите, които карат обектите и системите да се движат.

Инструменти: Закони на Нютон, силови диаграми.

Приложения: изчисления на триене, деформация, съпротивление, аеродинамика, задвижване.

7. Статично

Статиката е клонът на механиката, който изучава баланса на телата. Занимава се с анализ на сили, действащи върху система в покой.

Инструменти: Законите на Нютон, прости машини.

Приложения: строителство на сгради и мостове.

8. Електромагнетизъм

Електромагнетизмът е изследване на явленията на електричество и магнетизъм, взаимодействие между заредени частици в електрически и магнитни полета и разпространението на електромагнитни вълни през космоса.

Инструменти: магнити, електрически заряди, волтметри, амперметри.

Приложения: системи за електроразпределителна мрежа, глобални комуникационни мрежи, електронно оборудване.

9. Атомна физика

Атомната физика се занимава с атомно изследване: неговата структура, електронна конфигурация и механизми за емисия и абсорбция на енергия.

Инструменти: радиоактивност, спектроскопия, лазери.

Приложения: квантова механика, нанотехнологии.

10. Физика на течностите

Физиката на течностите изучава поведението на течности, газове или други течности в покой и в движение.

Инструменти: Принцип на Архимед, повърхностно напрежение, капилярност.

Приложения: контрол на потока на сгъстен въздух и гориво в самолети, индустриални хидравлични системи за управление на процеси и процеси при високи температури. Функциониране на кръвоносната система.

11. Физика на твърдото тяло

Физиката на твърдото тяло изучава и изследва материята и взаимодействието между атомите в измерения в макроскопичен мащаб. Опитайте се да обясните химичните свойства въз основа на физичните свойства на всеки атом.

Инструменти: Електронен микроскоп, рентгенова дифракционна кристалография.

Приложения: материали за лазери, фоторезистори, фотоклетки, флуоресцентни или фосфоресциращи материали, нови магнитни материали, свръхпроводници, нови магнитни материали.

12. Физика на плазмата

Физиката на плазмата изучава състояние на материята на заредените частици. Плазмата се намира естествено в звездите и космоса. В лабораториите плазмата се създава чрез нагряване на газове, докато електроните се отделят от атома или молекулата си.

Инструмент: лазер с висока мощност, микровълнова печка.

Приложения: обработка на хартия за рециклиране.

13. Физика на кондензираната материя

Физиката на кондензираното вещество се занимава с топлинните, електромагнитните и оптичните свойства на твърдите и течните вещества

Инструменти: кристалография, спектрометрия.

Приложения: топлопроводимост, полупроводници и изолатори, свръхфлуидност, феромагнетизъм.

14. Физика на частиците

Физиката на частиците обхваща изучаването на основни частици които съставляват материя. Известен е и с името „Физика на високите енергии“ поради високите количества енергия, необходими за създаване на подходящите условия за наблюдение.

Инструменти: ускорители на частици, космически лъчи.

Приложения: ядрено-магнитен резонанс, World Wide Web, трансмутация на ядрени отпадъци, морски скенер.

15. Медицинска физика

Медицинската физика е клон на физиката, който прилага принципите, методите и техниките на физиката в превенцията, диагностиката и лечението на човешките заболявания.

Инструменти: изображения, радиологично оборудване, магнитен резонанс.

Приложения: клинична служба, лъчетерапия, дозиметрия.

16. Ядрена физика

Ядрената физика изследва атомно ядро, съставен от протони, неутрони и други частици. Ядреният физик изучава разположението на тези частици в ядрото, силите, които ги държат заедно, Начинът, по който ядрата освобождават енергия под формата на естествена радиоактивност или поради реакции на синтез или делене.

Инструменти: лъчи от протони или електрони като снаряди, ядрени реактори, броячи на Гайгер.

Приложения: радиоактивност, медицина, електроцентрали.

17. Класическа механика

Класическата механика обхваща цялото изследване на движението на телата. Включва кинематика, динамика и статика.

Инструменти: Законите на Нютон за движение.

Приложения: изстрелване на ракети и космически кораби.

18. Квантова механика

Квантовата механика изучава законите, които управляват поведението на субатомните частици. В областта на изключително малките размери телата следват напълно различни закони на поведение, отколкото в макроскопичния свят.

Инструмент: излъчване на черно тяло.

Приложения: прогнозиране на поведението на частиците и вътрешните явления на атома, позволява да се задълбочи в свойствата и структурата на твърдите материали, като полупроводници.

19. Метеорология

Метеорологията е изследване на атмосферата и нейните компоненти. Метеоролозите прилагат физика, за да изследват потоците и движението на въздуха и водата на земната повърхност.

Инструменти: сателитни изображения, радари, метеорологични станции.

Приложения: изследване на въздушния поток, прогнозиране на времето, мониторинг на метеорологичните условия.

20. Оптика

Изследвания по оптика светлината и има много приложения в областта на оптоелектрониката и оптичната оптика.

Инструменти: лещи, огледала, телескопи и бинокли.

Приложения: изследване на поведението на светлината и други електромагнитни вълни, оптични влакна.

21. Термодинамика

Термодинамиката е клонът на физиката, който изучава различното форми на енергия, както и условията, при които едното може да се трансформира в другото.

Инструменти: закони на термодинамиката, калориметри.

Приложения: охладителни системи, двигатели с вътрешно горене, двигатели с космически двигатели.

Теоретична и експериментална физика

Физиката е изследване на материята, която съставлява Вселената и законите, които я управляват. Към работата по физика може да се подходи в две основни стратегии:

• физика теоретичен: те използват законите на физиката, за да усъвършенстват теориите и да предлагат експерименти, както са правили Алберт Айнщайн, Ричард Файнман и Стивън Хокинг.
• физика експериментално: Експериментални физици проектират и провеждат експерименти, както правят аржентинският физик Габриела Гонсалес и мексиканският физик Херардо Ерера Корал.

Може да ви заинтересува да знаете:

• Разликата между природните и социалните науки.
• Клоновете на химията