21 κλάδοι της φυσικής: αντικείμενο μελέτης και εφαρμογές

Οι κλάδοι της φυσικής είναι οι διαφορετικοί τομείς ή τομείς σπουδών της φυσικής. Η Φυσική είναι η επιστήμη που είναι υπεύθυνη για την εξήγηση όλων όσων συμβαίνουν στο Σύμπαν, και γι 'αυτό καλύπτει μια μεγάλη ποικιλία τομέων: κίνηση, δυνάμεις, ακτινοβολία, ενέργεια οι υπολοιποι.

Υποκατάστημα Φυσικής	Αντικείμενο μελέτης	Εφαρμογές
Ακουστική	Ήχος	Συστήματα πλοήγησης και τοποθεσία ήχου, οικολογικά γραφήματα.
Αστροφυσική	Μεγάλα σώματα στο διάστημα.	Γνώση άλλων ουράνιων σωμάτων.
Βιοφυσική	Φυσικοί νόμοι των βιολογικών διεργασιών.	Κυτταρική ενέργεια, μετάδοση νευρικών παλμών, κυτταρική μεταφορά.
Κρυογονική	Υλικά σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες	Υπεραγωγιμότητα, ισχυροί μαγνήτες.
Κινηματική	Μετακίνηση αντικειμένων	Υπολογίστε την τροχιά και την ταχύτητα των αντικειμένων.
Δυναμικός	Δυνάμεις που δρουν σε αντικείμενα.	Αεροδυναμική
Στατικός	Δυνάμεις στα σώματα σε κατάσταση ηρεμίας.	Κατασκευή, μηχανική.
Ηλεκτρομαγνητισμός	Ηλεκτρισμός και μαγνητισμός	Ηλεκτρικά δίκτυα, ασύρματη επικοινωνία, ηλεκτρονικός εξοπλισμός.
Ατομική φυσική	Το άτομο	Κβαντομηχανική, νανοτεχνολογία,
Ρευστή φυσική	Συμπεριφορά υγρών και αερίων.	Αεροναυτική, βιομηχανικές διεργασίες, κυκλοφορικό σύστημα.
Φυσική στερεάς κατάστασης	Ύλη και οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ ατόμων.	Φωτοανθεκτικότητα, νέα μαγνητικά και λέιζερ υλικά, υπεραγωγοί.
Φυσική πλάσματος	Φυσικές ιδιότητες του πλάσματος	Θεραπεία για ανακύκλωση χαρτιού.
Φυσική συμπυκνωμένης ύλης	Ιδιότητες στερεών και υγρών.	Θερμική αγωγιμότητα, σιδηρομαγνητισμός.
Ιατρική φυσική	Ακτινοβολία στην ανθρώπινη υγεία.	Ακτινοθεραπεία και δοσιμετρία.
Πυρηνική φυσική	Πυρήνας του ατόμου.	Πυρηνικοί αντιδραστήρες, φάρμακα.
Φυσική σωματιδίων	Σωματίδια που αποτελούν το άτομο.	Ιατρική διάγνωση και θεραπεία, Παγκόσμιος Ιστός, αποστείρωση.
Κλασική μηχανική	Κίνηση σωμάτων: περιλαμβάνει κινηματική, δυναμική και στατική.	Εκτόξευση πυραύλων και διαστημοπλοίων.
Κβαντική μηχανική	Συμπεριφορά των υποατομικών σωματιδίων.	Ιδιότητες και δομή της ύλης.
Μετεωρολογία	Η ατμόσφαιρα και τα συστατικά της.	Πρόβλεψη και παρακολούθηση των καιρικών συνθηκών.
Οπτική	Φως και άλλα ηλεκτρομαγνητικά κύματα.	Οπτικές ίνες, λέιζερ.
Θερμοδυναμική	Ενέργεια, θερμότητα και μεταφορές τους.	Ψύξη, κινητήρες

1. Ακουστική

Η ακουστική είναι ο κλάδος της κλασικής φυσικής που μελετήστε τον ήχο ως διαταραχή του αέρα, τρόπος εξάπλωσής του, φαινόμενα που την παράγουν, πώς ακούγεται και πώς απορροφάται.

Εργαλεία: διάγραμμα πίεσης, μικρόφωνα, υπερηχογράφημα.

Εφαρμογές: ηχομόνωση, ηχομόνωση, σχεδιασμός μουσικών οργάνων και αιθουσών συναυλιών, συστήματα πλοήγησης και ηχητική τοποθεσία.

2. Αστροφυσική

Ο κλάδος της φυσικής που μελετά μεγαλύτερα υλικά σώματα είναι η αστροφυσική. Περιγράψτε την κίνηση σωμάτων και συστημάτων στο διάστημα, όπως αστέρια, κβάζαρ, γαλαξίες και διαστρική ύλη.

Εργαλεία: αστρονομικά παρατηρητήρια, τηλεσκόπια, ραδιο τηλεσκόπια, διαστημικοί ανιχνευτές.

Εφαρμογές: geopositioning, γνώση άλλων πλανητών.

3. Βιοφυσική

Οι βιοφυσικοί συνδυάζουν τη βιολογία και τη φυσική για να μελετήσουν το φυσικοί νόμοι των βιολογικών διεργασιών, η λειτουργία της κυτταρικής μεμβράνης, ο τρόπος λειτουργίας των νευρικών παλμών και η συστολή των μυών.

Εργαλεία: μοριακή βιολογία, περίθλαση ακτίνων Χ, μικροσκοπία φθορισμού με βάση τη μεταφορά ενέργειας συντονισμού φθορισμού, ηλεκτροφυσιολογία.

Εφαρμογές: θερμοδυναμική σταθερότητα πρωτεϊνών, κυτταρική ενέργεια, κυτταρική μεταφορά.

4. Κρυογονική

Η φυσική των χαμηλών θερμοκρασιών ή της κρυογονικής μελετά τη συμπεριφορά του ύλη σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες. Το απόλυτο μηδέν (0ºK) υποδεικνύει τη χαμηλότερη θερμοκρασία στην οποία μπορεί να φτάσει ένα σώμα, όπου τα μόρια είναι πρακτικά ακίνητα.

Εργαλεία: συμπίεση και διαστολή αερίων, κρυοστάτης.

Εφαρμογές: υπεραγωγιμότητα και υπερρευστότητα, κατασκευή εξαιρετικά ισχυρών μαγνητών, γραμμές μεταφοράς ισχύος με υψηλή απόδοση.

5. Κινηματική

Η κινηματική είναι ο κλάδος της μηχανικής που μελετά το κινούμενα αντικείμενα. Για την περιγραφή της κίνησης, η κινηματική μελετά την τροχιά των σημείων, γραμμών και άλλων γεωμετρικών αντικειμένων, την ταχύτητα, την επιτάχυνση και την μετατόπιση.

Εργαλεία: βιντεοκάμερες, παρατήρηση, μαθηματικά.

Εφαρμογές: υπολογισμός της ταχύτητας και της τροχιάς των αντικειμένων, βαλλιστική.

6. Δυναμικός

Το Dynamics είναι ο κλάδος της μηχανικής που μελετά τις σχέσεις μεταξύ του κίνηση των σωμάτων και των αιτίων του. Μελετά τις δυνάμεις που προκαλούν την κίνηση αντικειμένων και συστημάτων.

Εργαλεία: Νόμοι του Νεύτωνα, διαγράμματα δύναμης.

Εφαρμογές: υπολογισμοί τριβής, παραμόρφωσης, αντίστασης, αεροδυναμικής, πρόωσης.

7. Στατικός

Η Στατική είναι ο κλάδος της μηχανικής που μελετά την ισορροπία των σωμάτων. Ασχολείται με την ανάλυση του δυνάμεις που δρουν σε ένα σύστημα σε ηρεμία.

Εργαλεία: Νόμοι του Νεύτωνα, απλά μηχανήματα.

Εφαρμογές: κατασκευή κτιρίων και γεφυρών.

8. Ηλεκτρομαγνητισμός

Ο ηλεκτρομαγνητισμός είναι η μελέτη των φαινομένων της ηλεκτρικής ενέργειας και του μαγνητισμού, το αλληλεπίδραση μεταξύ φορτισμένων σωματιδίων σε ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία και τη διάδοση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων μέσω του διαστήματος.

Εργαλεία: μαγνήτες, ηλεκτρικά φορτία, βολτόμετρα, αμπερόμετρα.

Εφαρμογές: συστήματα δικτύου διανομής ηλεκτρικής ενέργειας, παγκόσμια δίκτυα επικοινωνίας, ηλεκτρονικός εξοπλισμός.

9. Ατομική φυσική

Η ατομική φυσική ασχολείται με το μελέτη ατόμων: η δομή, η ηλεκτρονική διαμόρφωση και οι μηχανισμοί εκπομπής και απορρόφησης ενέργειας.

Εργαλεία: ραδιενέργεια, φασματοσκοπία, λέιζερ.

Εφαρμογές: κβαντική μηχανική, νανοτεχνολογία.

10. Ρευστή φυσική

Η ρευστή φυσική μελετά τη συμπεριφορά των υγρών, των αερίων ή άλλων υγρών σε κατάσταση ηρεμίας και κίνησης.

Εργαλεία: Αρχή του Αρχιμήδη, επιφανειακή τάση, τριχοειδής.

Εφαρμογές: έλεγχος της ροής πεπιεσμένου αέρα και καυσίμου σε αεροπλάνα, βιομηχανικά συστήματα ελέγχου υδραυλικών διεργασιών και διεργασιών σε υψηλές θερμοκρασίες. Λειτουργία του κυκλοφορικού συστήματος.

11. Φυσική στερεάς κατάστασης

Η φυσική στερεάς κατάστασης μελετά και διερευνά την ύλη και την αλληλεπίδραση μεταξύ ατόμων σε διαστάσεις σε μακροσκοπική κλίμακα. Προσπαθήστε να εξηγήσετε τις χημικές ιδιότητες με βάση τις φυσικές ιδιότητες κάθε ατόμου.

Εργαλεία: Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, κρυσταλλογραφία περίθλασης ακτίνων Χ.

Εφαρμογές: υλικά για λέιζερ, φωτοαντίσταση, φωτοκύτταρα, φθορισμού ή φωσφορίζοντα υλικά, νέα μαγνητικά υλικά, υπεραγωγούς, νέα μαγνητικά υλικά.

12. Φυσική πλάσματος

Η φυσική πλάσματος μελετά το κατάσταση ύλης φορτισμένων σωματιδίων. Το πλάσμα βρίσκεται φυσικά στα αστέρια και στο διάστημα. Στα εργαστήρια, το πλάσμα δημιουργείται με θέρμανση αερίων έως ότου τα ηλεκτρόνια αποκολληθούν από το άτομο ή το μόριό τους.

Εργαλείο: λέιζερ υψηλής ισχύος, φούρνος μικροκυμάτων.

Εφαρμογές: επεξεργασία χαρτιού για ανακύκλωση.

13. Φυσική συμπυκνωμένης ύλης

Η φυσική συμπυκνωμένης ύλης ασχολείται με τις θερμικές, ηλεκτρομαγνητικές και οπτικές ιδιότητες στερεών και υγρών ουσιών

Εργαλεία: κρυσταλλογραφία, φασματομετρία.

Εφαρμογές: θερμική αγωγιμότητα, ημιαγωγοί και μονωτές, υπερρευστότητα, σιδηρομαγνητισμός.

14. Φυσική σωματιδίων

Η σωματιδιακή φυσική περιλαμβάνει τη μελέτη του θεμελιώδη σωματίδια που αποτελούν ύλη. Είναι επίσης γνωστό με το όνομα "Φυσική υψηλής ενέργειας" λόγω των υψηλών ποσοτήτων ενέργειας που απαιτούνται για τη δημιουργία των κατάλληλων συνθηκών παρατήρησης.

Εργαλεία: επιταχυντές σωματιδίων, κοσμικές ακτίνες.

Εφαρμογές: απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού, ο Παγκόσμιος Ιστός, μετάδοση πυρηνικών αποβλήτων, σαρωτής θαλάσσιων εμπορευματοκιβωτίων.

15. Ιατρική φυσική

Η ιατρική φυσική είναι ένας κλάδος της φυσικής που εφαρμόζει τις αρχές, τις μεθόδους και τις τεχνικές της φυσικής στην πρόληψη, τη διάγνωση και τη θεραπεία ανθρώπινων ασθενειών.

Εργαλεία: απεικόνιση, ακτινολογικός εξοπλισμός, μαγνητικός συντονισμός.

Εφαρμογές: κλινική υπηρεσία, ακτινοθεραπεία, δοσιμετρία.

16. Πυρηνική φυσική

Η πυρηνική φυσική εξετάζει το πυρήνας ατόμων, αποτελούμενο από πρωτόνια, νετρόνια και άλλα σωματίδια. Ο πυρηνικός φυσικός μελετά τη διάταξη αυτών των σωματιδίων στον πυρήνα, τις δυνάμεις που τα συγκρατούν, ο τρόπος με τον οποίο οι πυρήνες απελευθερώνουν ενέργεια με τη μορφή φυσικής ραδιενέργειας ή λόγω αντιδράσεων σύντηξης ή σχάσης

Εργαλεία: δέσμες πρωτονίων ή ηλεκτρονίων όπως βλήματα, πυρηνικοί αντιδραστήρες, μετρητές Geiger.

Εφαρμογές: ραδιενέργεια, ιατρική, σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής.

17. Κλασική μηχανική

Η κλασική μηχανική περιλαμβάνει ολόκληρη τη μελέτη της κίνησης των σωμάτων. Περιλαμβάνει κινηματική, δυναμική και στατική.

Εργαλεία: Οι νόμοι κίνησης του Νεύτωνα.

Εφαρμογές: εκτόξευση πυραύλων και διαστημοπλοίων.

18. Κβαντική μηχανική

Η κβαντομηχανική μελετά τους νόμους που διέπουν τη συμπεριφορά των υποατομικών σωματιδίων. Στο πεδίο των εξαιρετικά μικρών διαστάσεων, τα σώματα ακολουθούν εντελώς διαφορετικούς νόμους συμπεριφοράς από αυτούς του μακροσκοπικού κόσμου.

Εργαλείο: ακτινοβολία μαύρου σώματος.

Εφαρμογές: η πρόβλεψη της συμπεριφοράς των σωματιδίων και των εσωτερικών φαινομένων του ατόμου, επιτρέπει τη διερεύνηση των ιδιοτήτων και της δομής των στερεών υλικών, όπως οι ημιαγωγοί.

19. Μετεωρολογία

Η μετεωρολογία είναι η μελέτη της ατμόσφαιρας και των συστατικών της. Οι μετεωρολόγοι εφαρμόζουν τη φυσική για να εξετάσουν τις ροές και την κίνηση του αέρα και του νερού στην επιφάνεια της Γης.

Εργαλεία: δορυφορικές εικόνες, ραντάρ, μετεωρολογικοί σταθμοί.

Εφαρμογές: έρευνα ροής αέρα, πρόγνωση καιρού, παρακολούθηση καιρικών συνθηκών.

20. Οπτική

Μελέτες οπτικής το φως και έχει πολλές εφαρμογές στον τομέα της οπτικοηλεκτρονικής και των οπτικών ινών.

Εργαλεία: φακοί, καθρέπτες, τηλεσκόπια και κιάλια.

Εφαρμογές: μελέτη της συμπεριφοράς του φωτός και άλλων ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, οπτικών ινών.

21. Θερμοδυναμική

Η θερμοδυναμική είναι ο κλάδος της φυσικής που μελετά τα διαφορετικά μορφές ενέργειας, καθώς και τις συνθήκες υπό τις οποίες το ένα μπορεί να μετατραπεί στο άλλο.

Εργαλεία: νόμοι θερμοδυναμικής, θερμιδόμετρα.

Εφαρμογές: συστήματα ψύξης, κινητήρες εσωτερικής καύσης, κινητήρες προώθησης διαστημικών οχημάτων.

Θεωρητική και πειραματική φυσική

Η Φυσική είναι η μελέτη του θέματος που αποτελεί το Σύμπαν και των νόμων που το διέπουν. Το έργο στη φυσική μπορεί να προσεγγιστεί σε δύο κύριες στρατηγικές:

• η φυσικη θεωρητικός: Χρησιμοποιούν τους νόμους της φυσικής για να βελτιώσουν τις θεωρίες και να προτείνουν πειράματα, όπως έκαναν οι Albert Einstein, Richard Feynman και Stephen Hawking.
• η φυσικη πειραματικός: Οι πειραματικοί φυσικοί σχεδιάζουν και διεξάγουν πειράματα, όπως και η φυσική της Αργεντινής Gabriela González και ο Μεξικανός φυσικός Gerardo Herrera Corral.

Μπορεί να σας ενδιαφέρει να γνωρίζετε:

• Η διαφορά μεταξύ φυσικών και κοινωνικών επιστημών.
• Οι κλάδοι της χημείας