21 fysiske grene: genstand for undersøgelse og anvendelser

Grene af fysik er forskellige områder eller studieretninger inden for fysik. Fysik er videnskaben, der er ansvarlig for at forklare alt, hvad der sker i universet, for hvilket dækker en stor mangfoldighed af områder: bevægelse, kræfter, stråling, energi, blandt andre.

Fysik gren	Genstand for undersøgelsen	Ansøgninger
Akustik	Lyd	Navigations- og lokaliseringssystemer efter lyd, økosonogrammer.
Astrofysik	Store kroppe i rummet.	Kendskab til andre himmellegemer.
Biofysik	Fysiske love i biologiske processer.	Celleenergi, transmission af nerveimpulser, celletransport.
Kryogenik	Materialer ved meget lave temperaturer	Superledningsevne, kraftige magneter.
Kinematik	Bevægelige genstande	Beregn genstandens bane og hastighed.
Dynamisk	Styrker, der virker på genstande.	Aerodynamik
Statisk	Kræfter på kroppe i hvile.	Byggeri, teknik.
Elektromagnetisme	Elektricitet og magnetisme	Elektriske netværk, trådløs kommunikation, elektronisk udstyr.
Atomfysik	Atomet	Kvantemekanik, nanoteknologi,
Flydende fysik	Opførsel af væsker og gasser.	Luftfart, industrielle processer, kredsløbssystem.
Solid state fysik	Materie og interaktionen mellem atomer.	Fotoresistens, nye magnetiske og laser materialer, superledere.
Plasmafysik	Plasmafysiske egenskaber	Behandling til papirgenbrug.
Kondenseret fysik	Egenskaber for faste stoffer og væsker.	Termisk ledningsevne, ferromagnetisme.
Medicinsk fysik	Stråling i menneskers sundhed.	Strålebehandling og dosimetri.
Kernefysik	Atomens kerne.	Atomreaktorer, medicin.
Partikelfysik	Partikler, der udgør atomet.	Medicinsk diagnose og behandling, Internettet, sterilisering.
Klassisk mekanik	Bevægelse af kroppe: inkluderer kinematik, dynamik og statik.	Udskydning af raketter og rumskibe.
Kvantemekanik	Opførsel af subatomære partikler.	Egenskaber og struktur af stof.
Meteorologi	Atmosfæren og dens komponenter.	Forudsigelse og overvågning af vejrforholdene.
Optik	Lys og andre elektromagnetiske bølger.	Optiske fibre, laser.
Termodynamik	Energi, varme og deres overførsler.	Køling, motorer

1. Akustik

Akustik er den gren af ​​klassisk fysik, der studer lyden som en luftforstyrrelse, dens måde at sprede sig på, de fænomener, der producerer den, hvordan den høres og hvordan den absorberes.

Værktøjer: trykdiagram, mikrofoner, ultralyd.

Ansøgninger: lydisolering, lydisolering, design af musikinstrumenter og koncertsale, navigationssystemer og lydplacering.

2. Astrofysik

Den gren af ​​fysik, der studerer større materielle legemer, er astrofysik. Beskriv bevægelsen af ​​legemer og systemer i rummet, såsom stjerner, kvasarer, galakser og interstellar materie.

Værktøjer: astronomiske observatorier, teleskoper, radioteleskoper, rumsonder.

Ansøgninger: geopositionering, kendskab til andre planeter.

3. Biofysik

Biofysikere kombinerer biologi og fysik for at studere fysiske love i biologiske processer, cellemembranens funktion, hvordan nerveimpulser fungerer og muskelsammentrækning.

Værktøjer: molekylærbiologi, røntgendiffraktion, fluorescensmikroskopi baseret på fluorescensresonans energioverførsel, elektrofysiologi.

Ansøgninger: termodynamisk stabilitet af proteiner, cellulær energi, cellulær transport.

4. Kryogenik

Fysik ved lave temperaturer eller kryogenik studerer adfærd hos materie ved ekstremt lave temperaturer. Absolut nul (0ºK) indikerer den laveste temperatur, som et legeme kan nå, hvor molekylerne er praktisk taget immobile.

Værktøjer: kompression og ekspansion af gasser, kryostat.

Ansøgninger: superledningsevne og superfluiditet, konstruktion af superkraftige magneter, kraftoverførselsledninger med høj effektivitet.

5. Kinematik

Kinematik er den gren af ​​mekanik, der studerer bevægelige genstande. For at beskrive bevægelsen, kinematik studerer banen for punkter, linjer og andre geometriske objekter, hastighed, acceleration, forskydning beregnes.

Værktøjer: videokameraer, observation, matematik.

Ansøgninger: beregning af objekternes hastighed og bane, ballistik.

6. Dynamisk

Dynamik er den gren af ​​mekanik, der studerer forholdet mellem bevægelse af kroppe og dets årsager. Den studerer kræfterne, der får objekter og systemer til at bevæge sig.

Værktøjer: Newtons love, kraftdiagrammer.

Ansøgninger: beregninger af friktion, deformation, modstand, aerodynamik, fremdrift.

7. Statisk

Statik er den gren af ​​mekanik, der studerer balancen mellem kroppe. Den beskæftiger sig med analysen af kræfter, der virker på et system i hvile.

Værktøjer: Newtons love, enkle maskiner.

Ansøgninger: opførelse af bygninger og broer.

8. Elektromagnetisme

Elektromagnetisme er studiet af fænomener elektricitet og magnetisme interaktion mellem ladede partikler i elektriske og magnetiske felter og formering af elektromagnetiske bølger gennem rummet.

Værktøjer: magneter, elektriske ladninger, voltmetre, ammetere.

Ansøgninger: el-distributionsnet systemer, globale kommunikationsnet, elektronisk udstyr.

9. Atomfysik

Atomfysik beskæftiger sig med atom undersøgelse: dens struktur, elektroniske konfiguration og mekanismerne for emission og absorption af energi.

Værktøjer: radioaktivitet, spektroskopi, lasere.

Ansøgninger: kvantemekanik, nanoteknologi.

10. Flydende fysik

Væskefysik studerer opførsel af væsker, gasser eller andre væsker i hvile og i bevægelse.

Værktøjer: Archimedes-princippet, overfladespænding, kapillaritet.

Ansøgninger: kontrol af trykluft og brændstofstrøm i fly, industrielle hydrauliske processtyringssystemer og processer ved høje temperaturer. Funktion af kredsløbssystemet.

11. Solid state fysik

Solid state fysik studerer og udforsker stof og interaktionen mellem atomer i dimensioner på en makroskopisk skala. Prøv at forklare kemiske egenskaber baseret på de fysiske egenskaber for hvert atom.

Værktøjer: Elektronmikroskop, røntgendiffraktionskrystallografi.

Ansøgninger: materialer til lasere, fotoresistorer, fotoceller, fluorescerende eller phosphorescerende materialer, nye magnetiske materialer, superledere, nye magnetiske materialer.

12. Plasmafysik

Plasmafysik studerer materiets tilstand af ladede partikler. Plasma findes naturligt i stjerner og rum. I laboratorier skabes plasma ved opvarmning af gasser, indtil elektroner løsner sig fra deres atom eller molekyle.

Værktøj: laser med høj effekt, mikrobølgeovn.

Ansøgninger: behandling af papir til genbrug.

13. Kondenseret fysik

Kondenseret materiefysik beskæftiger sig med de termiske, elektromagnetiske og optiske egenskaber af faste og flydende stoffer

Værktøjer: krystallografi, spektrometri.

Ansøgninger: varmeledningsevne, halvledere og isolatorer, superfluiditet, ferromagnetisme.

14. Partikelfysik

Partikelfysik omfatter studiet af grundlæggende partikler som udgør stof. Det er også kendt under navnet "High Energy Physics" på grund af de store mængder energi, der kræves for at skabe de rette betingelser for observation.

Værktøjer: partikelacceleratorer, kosmiske stråler.

Ansøgninger: magnetisk resonansbilleddannelse, World Wide Web, transmission af nukleart affald, marinecontainerscanner.

15. Medicinsk fysik

Medicinsk fysik er en gren af ​​fysik, der anvender fysikens principper, metoder og teknikker til forebyggelse, diagnose og behandling af menneskelige sygdomme.

Værktøjer: billeddannelse, radiologisk udstyr, magnetisk resonans.

Ansøgninger: klinisk service, strålebehandling, dosimetri.

16. Kernefysik

Kernefysik undersøger atomkernebestår af protoner, neutroner og andre partikler. Kernefysikeren studerer arrangementet af disse partikler i kernen, de kræfter, der holder dem sammen, den hvordan kerner frigiver energi i form af naturlig radioaktivitet eller på grund af fusions- eller fissionsreaktioner.

Værktøjer: bjælker af protoner eller elektroner såsom projektiler, atomreaktorer, Geiger-tællere.

Ansøgninger: radioaktivitet, medicin, kraftværker.

17. Klassisk mekanik

Klassisk mekanik omfatter hele studiet af legemsbevægelser. Inkluderer kinematik, dynamik og statik.

Værktøjer: Newtons bevægelseslove.

Ansøgninger: affyring af raketter og rumskibe.

18. Kvantemekanik

Kvantemekanik studerer de love, der styrer opførelsen af ​​subatomære partikler. Inden for området med ekstremt små dimensioner følger kroppe helt forskellige adfærdslove end dem i den makroskopiske verden.

Værktøj: blackbody-stråling.

Ansøgninger: forudsigelse af opførelsen af ​​partiklerne og atomets indre fænomener, gør det muligt at dykke ned i egenskaberne og strukturen af ​​faste materialer, såsom halvledere.

19. Meteorologi

Meteorologi er undersøgelse af atmosfæren og dens komponenter. Meteorologer anvender fysik til at undersøge strømmen og bevægelsen af ​​luft og vand på jordens overflade.

Værktøjer: satellitbilleder, radarer, vejrstationer.

Ansøgninger: luftstrømundersøgelse, vejrudsigter, overvågning af vejrforholdene.

20. Optik

Optikundersøgelser lyset og det har mange anvendelser inden for optoelektronik og fiberoptik.

Værktøjer: linser, spejle, teleskoper og kikkert.

Ansøgninger: undersøgelse af opførsel af lys og andre elektromagnetiske bølger, optiske fibre.

21. Termodynamik

Termodynamik er den gren af ​​fysikken, der studerer de forskellige former for energisamt de betingelser, hvorunder den ene kan omdannes til den anden.

Værktøjer: love om termodynamik, kalorimetre.

Ansøgninger: kølesystemer, forbrændingsmotorer, fremdrivningsmotorer til rumkøretøjer.

Teoretisk og eksperimentel fysik

Fysik er studiet af sagen, der udgør universet og de love, der styrer det. Arbejdet i fysik kan tilgås i to hovedstrategier:

• fysik teoretisk: De bruger fysikens love til at forfine teorier og foreslå eksperimenter, som Albert Einstein, Richard Feynman og Stephen Hawking gjorde.
• fysik eksperimentel: Eksperimentelle fysikere designer og udfører eksperimenter, ligesom den argentinske fysiker Gabriela González og den mexicanske fysiker Gerardo Herrera Corral gør.

Det kan interessere dig at vide:

• Forskellen mellem naturvidenskab og samfundsvidenskab.
• Kemiens grene