Les 12 branches de la Physique (et ce que chacune étudie)
La plupart des sciences sont divisées en branches ou disciplines, selon la spécialisation qui se produit au sein de chacun d'eux. C'est aussi le cas de la physique, la science chargée d'étudier la matière et l'énergie. Dans cet article, nous connaîtrons les 12 branches les plus importantes de la physique.
Nous saurons en quoi consiste la physique, quelles sont ses deux divisions (physique classique et moderne) et les 12 branches les plus importantes de cette science qui en découlent.
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Physique: de quoi parle cette science ?
La physique est la science qui vise à étudier la matière et l'énergie; étudie les propriétés de ceux-ci, leurs phénomènes, processus, composition, structure, etc. De plus, il établit des lois qui nous permettent d'expliquer et de comprendre certains phénomènes naturels.
C'est une science très large, qui se diversifie en différentes branches. Chacun d'eux a un objet d'étude différent, et des caractéristiques spécifiques.
Les 12 branches de la physique
Avant d'expliquer les différentes branches de la physique, il faut préciser que la physique se divise en deux branches très larges: la physique classique et la physique moderne. La physique classique étudie ces phénomènes à une vitesse inférieure à la vitesse de la lumière; en revanche, il utilise des échelles supérieures à celle des molécules et des atomes.
En revanche, la physique moderne (celle utilisée après l'apparition des théories relativistes) étudie ces phénomènes qui se produisent à la vitesse de la lumière; les échelles qu'il utilise sont principalement des échelles atomiques. Cette deuxième branche est plus récente et ses débuts se situent au début du 20e siècle.
Les 12 branches de la physique que nous allons expliquer correspondent aux branches de la physique classique et moderne :
1. Physique nucléaire
La première des branches de la physique que nous allons expliquer est la physique nucléaire. Cette branche est, à son tour, un domaine de la physique, qui est chargé d'étudier les noyaux atomiques. Il étudie également la interactions qui se produisent entre les atomes, particules et autres substances ou éléments physiques pertinents au niveau atomique.
2. Mécanique
Les physiciens et/ou scientifiques qui ont posé les bases de la mécanique étaient: Galileo, Newton, Kepler et Jayam.
La mécanique, une autre branche de la physique, se consacre à la description de la nature des corps physiques, et étudie leur comportement lorsqu'ils sont soumis à des efforts ou des déplacements. Il étudie également les effets de ces corps sur l'environnement, ainsi que le mouvement des forces sur différents objets et particules. Mais que sont les corps physiques? Cette catégorie comprend pratiquement tout ce qui a une masse, comme les particules, les étoiles, parties de machines, parties de solides et fluides (liquides et gaz), projectiles, vaisseaux spatiaux, etc.
3. Mécanique quantique
La mécanique quantique est une branche de la physique moderne, chargé d'étudier le comportement de la lumière et de la matière, à l'échelle atomique et subatomique. Il vise à décrire à quoi ressemblent les propriétés des molécules et des atomes; analyse ses composants (électrons, protons, neutrons...) et sa structure. Il se concentre également sur l'étude de particules plus complexes et minuscules, telles que les quarks.
D'autre part, il analyse les interactions qui se produisent entre les différentes particules, et décrit les propriétés de la lumière, des rayons X et des rayons gamma (un type de rayonnement électromagnétique).
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4. Mécanique des fluides
Cette branche de la physique traite de l'étude de l'écoulement des liquides et des gaz. D'autres sous-disciplines de la physique émergent de cette branche, telles que l'aérodynamique et l'hydrodynamique. Le premier étudie l'air et les gaz en mouvement et le second les liquides en mouvement.
La mécanique des fluides, également appelée dynamique des fluides, vous permet de calculer les forces de l'avion, de déterminer la masse de fluides tels que le pétrole, de prévoir les conditions météorologiques, etc.
5. Thermodynamique
La thermodynamique, la prochaine des branches de la physique, étudier les effets de l'énergie, chauffer et travailler dans un ou plusieurs systèmes. C'est-à-dire étudier les interactions entre la chaleur et d'autres sources ou manifestations d'énergie. L'origine de la thermodynamique remonte au 19ème siècle, lorsque la machine à valeurs est apparue.
De plus, cette branche a pour fonction de décrire les états d'équilibre thermodynamique au niveau macroscopique (à grande échelle).
6. Acoustique
L'acoustique est la branche de la physique chargé d'étudier le son. Le son implique le mouvement des ondes mécaniques; l'acoustique étudie ces ondes dans les substances liquides, gazeuses et solides. Il se concentre sur la façon dont le son est produit, transmis, contrôlé et reçu. Il étudie également les effets qu'il produit.
7. Biophysique
La biophysique, en plus d'être une branche de la physique, est aussi une branche de la biologie, puisque est à mi-chemin entre ces deux sciences. Il est chargé d'étudier la biologie à travers les principes physiques, en appliquant la méthodologie physique aux systèmes biologiques.
8. Optique
L'objet d'étude de l'optique est la vision et la lumière; traite de ses propriétés, processus et phénomènes. De plus, il étudie et décrit le comportement de la lumière (lumière visible, infrarouge et ultraviolette); c'est-à-dire qu'il étudie, par exemple, comment il interagit avec la matière. Une autre de ses fonctions est de construire des instruments liés à la lumière et à la vision, comme les lentilles.
9. Électromagnétisme
L'électromagnétisme vise à étudier phénomènes électriques et magnétiques. Il regroupe ces deux types de phénomènes dans une même discipline. Il est chargé de décrire les interactions qui se produisent entre les particules qui ont une charge électrique et magnétique (à travers des champs de forces et d'énergie).
10. Astrophysique
L'astrophysique aussi est considéré comme une branche de l'astronomie, la science qui étudie les étoiles (leur structure, leur composition, leur emplacement...). De son côté, l'astrophysique étudie la physique des étoiles, en se concentrant sur leurs propriétés, phénomènes, processus, évolution, structure...
11. Cosmologie
La cosmologie est considérée comme l'une des branches de la physique moderne, ainsi que la mécanique quantique, la physique nucléaire et d'autres. Cette branche vise à étudier l'Univers à grande échelle; étudie ses structures et sa dynamique, son origine, son évolution et sa destination finale.
Cette branche de la physique, considérée comme une science, a ses origines à l'époque de Copernic et Newton. Copernic a établi le principe selon lequel les corps célestes obéissent aux mêmes lois physiques que les corps terrestres. Les débuts de la cosmologie physique, en revanche, remontent au début du 20e siècle, avec la théorie de la relativité d'Einstein.
12. Géophysique
La géophysique est la branche de la physique (et aussi de la géologie) qui étudie la physique terrestre, c'est-à-dire les champs physiques liés à la planète Terre. On peut distinguer deux sous-disciplines au sein de la géophysique: la géophysique interne (qui étudie la l'intérieur de la Terre) et la géophysique externe (qui étudie les propriétés physiques de l'environnement terre).
Références bibliographiques
Boltzmann, L. (1986). Ecrits de mécanique et de thermodynamique. Alliance éditoriale.
Eisberg, L. (1983). Physique. Fondamentaux et applications. Maison d'édition McGraw-Hill.
Encyclopédie de la science et de la technologie (5e éd.). (1993). Optique. McGraw-Hill.
Montiel, J.A. (2016). Introduction à la physique quantique. Electrodynamique quantique. Quark, Magazine numérique.
