21 grana fizike: objekt proučavanja i primjene

Grane fizike su različite područja ili područja studija fizike. Fizika je znanost koja je odgovorna za objašnjenje svega što se događa u Svemiru, zbog čega pokriva veliku raznolikost područja: kretanje, sile, zračenje, energija, među ostalim drugi.

Grana fizika	Predmet proučavanja	Prijave
Akustika	Zvuk	Navigacijski sustavi i lokacija zvuka, ekosonogrami.
Astrofizika	Velika tijela u svemiru.	Znanje o drugim nebeskim tijelima.
Biofizika	Fizikalni zakoni bioloških procesa.	Stanična energija, prijenos živčanog impulsa, stanični transport.
Kriogenika	Materijali na vrlo niskim temperaturama	Superprovodljivost, moćni magneti.
Kinematika	Premještanje predmeta	Izračunajte putanju i brzinu objekata.
Dinamičan	Sile koje djeluju na predmete.	Aerodinamika
Statički	Sile na tijela koja miruju.	Građevinarstvo, inženjering.
Elektromagnetizam	Električnost i magnetizam	Električne mreže, bežična komunikacija, elektronička oprema.
Atomska fizika	Atom	Kvantna mehanika, nanotehnologija,
Fizika fluida	Ponašanje tekućina i plinova.	Zrakoplovstvo, industrijski procesi, krvožilni sustav.
Fizika čvrstog stanja	Materija i interakcije između atoma.	Fotootpornost, novi magnetski i laserski materijali, supravodiči.
Fizika plazme	Fizička svojstva plazme	Postupak za recikliranje papira.
Fizika kondenzirane materije	Svojstva čvrstih i tekućih tvari.	Toplinska vodljivost, feromagnetizam.
Medicinska fizika	Zračenje u ljudskom zdravlju.	Radioterapija i dozimetrija.
Nuklearna fizika	Nukleus atoma.	Nuklearni reaktori, medicina.
Fizika čestica	Čestice koje čine atom.	Medicinska dijagnoza i liječenje, World Wide Web, sterilizacija.
Klasična mehanika	Kretanje tijela: uključuje kinematiku, dinamiku i statiku.	Lansiranje raketa i svemirskih brodova.
Kvantna mehanika	Ponašanje subatomskih čestica.	Svojstva i struktura materije.
Meteorologija	Atmosfera i njezini sastojci.	Predviđanje i praćenje vremenskih prilika.
Optika	Svjetlost i drugi elektromagnetski valovi.	Optička vlakna, laser.
Termodinamika	Energija, toplina i njihovi prijenosi.	Hlađenje, motori

1. Akustika

Akustika je grana klasične fizike koja prouči zvuk kao zračni poremećaj, njegov način širenja, pojave koje ga proizvode, kako se čuje i kako se apsorbira.

Alati: dijagram pritiska, mikrofoni, ultrazvuk.

Prijave: zvučna izolacija, zvučna izolacija, dizajn glazbenih instrumenata i koncertnih dvorana, navigacijski sustavi i lokacija zvuka.

2. Astrofizika

Grana fizike koja proučava veća materijalna tijela je astrofizika. Opišite kretanje tijela i sustava u svemiru, poput zvijezda, kvazara, galaksija i međuzvjezdane tvari.

Alati: astronomske zvjezdarnice, teleskopi, radio teleskopi, svemirske sonde.

Prijave: geopozicioniranje, poznavanje drugih planeta.

3. Biofizika

Biofizičari kombiniraju biologiju i fiziku kako bi proučavali fizikalni zakoni bioloških procesa, funkcioniranje stanične membrane, način rada živčanih impulsa i kontrakcija mišića.

Alati: molekularna biologija, difrakcija X-zraka, fluorescentna mikroskopija zasnovana na fluorescentnom rezonantnom prijenosu energije, elektrofiziologija.

Prijave: termodinamička stabilnost proteina, stanična energija, stanični transport.

4. Kriogenika

Fizika niskih temperatura ili kriogenika proučava ponašanje tvari na ekstremno niskim temperaturama. Apsolutna nula (0ºK) označava najnižu temperaturu koju tijelo može doseći, gdje su molekule praktički nepokretne.

Alati: kompresija i širenje plinova, kriostat.

Prijave: superprovodljivost i superfluidnost, konstrukcija super moćnih magneta, dalekovodi s visokom učinkovitošću.

5. Kinematika

Kinematika je grana mehanike koja proučava pokretni predmeti. Da bi opisala kretanje, kinematika proučava putanju točaka, linija i drugih geometrijskih objekata, izračunava se brzina, ubrzanje i pomak.

Alati: video kamere, promatranje, matematika.

Prijave: proračun brzine i putanje objekata, balistika.

6. Dinamičan

Dinamika je grana mehanike koja proučava odnose između kretanje tijela i njegovi uzroci. Proučava sile koje uzrokuju kretanje objekata i sustava.

Alati: Newtonovi zakoni, dijagrami sila.

Prijave: proračuni trenja, deformacije, otpora, aerodinamike, pogona.

7. Statički

Statika je grana mehanike koja proučava ravnotežu tijela. Bavi se analizom sile koje djeluju na sustav koji miruje.

Alati: Newtonovi zakoni, jednostavni strojevi.

Prijave: izgradnja zgrada i mostova.

8. Elektromagnetizam

Elektromagnetizam je proučavanje pojava elektriciteta i magnetizma, interakcija između nabijenih čestica u električnim i magnetskim poljima i širenje elektromagnetskih valova kroz svemir.

Alati: magneti, električni naboji, voltmetri, ampermetri.

Prijave: sustavi distribucijske mreže električne energije, globalne komunikacijske mreže, elektronička oprema.

9. Atomska fizika

Atomska se fizika bavi proučavanje atoma: njegova struktura, elektronička konfiguracija i mehanizmi emisije i apsorpcije energije.

Alati: radioaktivnost, spektroskopija, laseri.

Prijave: kvantna mehanika, nanotehnologija.

10. Fizika fluida

Fizika tekućina proučava ponašanje tekućina, plinova ili drugih tekućina u stanju mirovanja i kretanja.

Alati: Arhimedov princip, površinska napetost, kapilarnost.

Prijave: kontrola protoka komprimiranog zraka i goriva u zrakoplovima, industrijski hidraulički sustavi upravljanja procesima i procesi na visokim temperaturama. Funkcioniranje krvožilnog sustava.

11. Fizika čvrstog stanja

Fizika čvrstog tijela proučava i istražuje materiju i interakciju između atoma u dimenzijama na makroskopskom mjerilu. Pokušajte objasniti kemijska svojstva na temelju fizikalnih svojstava svakog atoma.

Alati: Elektronski mikroskop, rendgenska difrakcijska kristalografija.

Prijave: materijali za lasere, fotootpornike, fotoćelije, fluorescentne ili fosforescentne materijale, novi magnetski materijali, supravodnici, novi magnetski materijali.

12. Fizika plazme

Fizika plazme proučava stanje materije nabijenih čestica. Plazma se prirodno nalazi u zvijezdama i svemiru. U laboratorijima se plazma stvara zagrijavanjem plinova dok se elektroni ne odvoje od svog atoma ili molekule.

Alat: laser velike snage, mikrovalna pećnica.

Prijave: obrada papira za recikliranje.

13. Fizika kondenzirane materije

Fizika kondenzirane tvari bavi se toplinskim, elektromagnetskim i optičkim svojstvima čvrstih i tekućih tvari

Alati: kristalografija, spektrometrija.

Prijave: toplinska vodljivost, poluvodiči i izolatori, nadtečnost, feromagnetizam.

14. Fizika čestica

Fizika čestica obuhvaća proučavanje temeljne čestice koji čine materiju. Poznat je i pod nazivom "Fizika visoke energije" zbog velikih količina energije potrebne za stvaranje pravih uvjeta za promatranje.

Alati: akceleratori čestica, kozmičke zrake.

Prijave: snimanje magnetskom rezonancijom, World Wide Web, transmutacija nuklearnog otpada, skener pomorskog spremnika.

15. Medicinska fizika

Medicinska fizika je grana fizike koja primjenjuje principe, metode i tehnike fizike u prevenciji, dijagnozi i liječenju ljudskih bolesti.

Alati: snimanje, radiološka oprema, magnetska rezonancija.

Prijave: klinička služba, radioterapija, dozimetrija.

16. Nuklearna fizika

Nuklearna fizika ispituje jezgra atoma, koju čine protoni, neutroni i druge čestice. Nuklearni fizičar proučava raspored tih čestica u jezgri, sile koje ih drže zajedno način na koji jezgre oslobađaju energiju u obliku prirodne radioaktivnosti ili zbog reakcija fuzije ili cijepanja.

Alati: zrake protona ili elektrona kao što su projektili, nuklearni reaktori, Geigerovi brojači.

Prijave: radioaktivnost, medicina, elektrane.

17. Klasična mehanika

Klasična mehanika obuhvaća cjelokupno proučavanje gibanja tijela. Uključuje kinematiku, dinamiku i statiku.

Alati: Newtonovi zakoni gibanja.

Prijave: lansiranje raketa i svemirskih brodova.

18. Kvantna mehanika

Kvantna mehanika proučava zakone koji upravljaju ponašanjem subatomskih čestica. Na polju izuzetno malih dimenzija, tijela slijede potpuno drugačije zakone ponašanja od onih u makroskopskom svijetu.

Alat: zračenje crnog tijela.

Prijave: predviđanje ponašanja čestica i unutarnjih pojava atoma, omogućuje ulazak u svojstva i strukturu čvrstih materijala, poput poluvodiča.

19. Meteorologija

Meteorologija je proučavanje atmosfere i njezinih sastavnica. Meteorolozi primjenjuju fiziku kako bi ispitali protoke i kretanje zraka i vode na površini Zemlje.

Alati: satelitske slike, radari, meteorološke stanice.

Prijave: istraživanje protoka zraka, vremenska prognoza, praćenje vremenskih prilika.

20. Optika

Studije optike Svjetlo a ima brojne primjene u području optoelektronike i optičke optike.

Alati: leće, ogledala, teleskopi i dalekozori.

Prijave: proučavanje ponašanja svjetlosti i drugih elektromagnetskih valova, optičkih vlakana.

21. Termodinamika

Termodinamika je grana fizike koja proučava različito oblici energije, kao i uvjeti pod kojima se jedno može transformirati u drugo.

Alati: zakoni termodinamike, kalorimetri.

Prijave: rashladni sustavi, motori s unutarnjim izgaranjem, pogonski motori svemirskih vozila.

Teorijska i eksperimentalna fizika

Fizika je proučavanje materije koja čini Svemir i zakona koji njime upravljaju. Radu iz fizike može se pristupiti u dvije glavne strategije:

• fizika teoretski: Oni koriste zakone fizike da pročišćavaju teorije i predlažu eksperimente, kao što su to radili Albert Einstein, Richard Feynman i Stephen Hawking.
• fizika eksperimentalno: Eksperimentalni fizičari dizajniraju i provode eksperimente, kao i argentinska fizičarka Gabriela González i meksički fizičar Gerardo Herrera Corral.

Možda će vas zanimati da znate:

• Razlika između prirodnih i društvenih znanosti.
• Grane kemije