I 12 rami della Fisica (e ciò che ciascuno indaga)

La maggior parte delle scienze sono divise in branche o discipline, secondo la specializzazione che si verifica all'interno di ciascuno di essi. È anche il caso della fisica, la scienza preposta allo studio della materia e dell'energia. In questo articolo conosceremo i 12 rami più importanti della fisica.

Sapremo in cosa consiste la fisica, quali sono le sue due divisioni (fisica classica e moderna) e le conseguenti 12 branche più importanti di questa scienza.

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Fisica: di cosa tratta questa scienza?

La fisica è la scienza che mira a studiare materia ed energia; studia le proprietà di questi, i loro fenomeni, processi, composizione, struttura, ecc. Inoltre, stabilisce leggi che ci consentono di spiegare e comprendere alcuni fenomeni naturali.

È una scienza molto ampia, che si diversifica in diversi rami. Ognuno di loro ha un diverso oggetto di studio, e caratteristiche specifiche.

Le 12 branche della Fisica

Prima di spiegare i diversi rami della fisica, dobbiamo specificare che la fisica è divisa in due rami molto ampi: la fisica classica e la fisica moderna. La fisica classica studia quei fenomeni con velocità inferiore a quella della luce; dall'altro utilizza scale superiori a quelle delle molecole e degli atomi.

Al contrario, la fisica moderna (quella usata dopo la comparsa delle teorie relativistiche) studia quelle fenomeni che avvengono alla velocità della luce; le scale che usa sono principalmente scale atomiche. Questo secondo ramo è più recente e i suoi inizi sono all'inizio del XX secolo.

I 12 rami della fisica che andremo a spiegare corrispondono ai rami della fisica sia classica che moderna:

1. Fisica Nucleare

Il primo dei rami della fisica che andremo a spiegare è la fisica nucleare. Questo ramo è, a sua volta, un campo della fisica, responsabile dello studio dei nuclei atomici. Studia anche il interazioni che avvengono tra atomi, particelle e altre sostanze o elementi fisici rilevanti a livello atomico.

2. Meccanica

I fisici e/o scienziati che gettarono le basi della meccanica furono: Galileo, Newton, Keplero e Jayam.

Meccanica, un'altra branca della fisica, è dedicato a descrivere la natura dei corpi fisici, e studia il loro comportamento quando sono soggetti a forze o spostamenti. Studia anche gli effetti di questi corpi con l'ambiente, così come il movimento delle forze su diversi oggetti e particelle. Ma cosa sono i corpi fisici? Questa categoria include praticamente qualsiasi cosa con massa, come particelle, stelle, parti di macchinari, parti di solidi e fluidi (liquidi e gas), proiettili, astronavi, eccetera.

3. Meccanica quantistica

La meccanica quantistica è una branca della fisica moderna, incaricato di studiare il comportamento della luce e della materia, su scala atomica e subatomica. Ha lo scopo di descrivere come sono le proprietà delle molecole e degli atomi; analizza i suoi componenti (elettroni, protoni, neutroni...) e la sua struttura. Si concentra anche sullo studio di particelle più complesse e minute, come i quark.

Dall'altro, analizza le interazioni che avvengono tra le diverse particelle e descrive le proprietà della luce, dei raggi X e dei raggi gamma (un tipo di radiazione elettromagnetico).

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4. Meccanica dei fluidi

Questa branca della fisica si occupa di studiare il flusso di liquidi e gas. Altre sotto-discipline della fisica appaiono da questo ramo, come l'aerodinamica e l'idrodinamica. Il primo studia l'aria ei gas in movimento, il secondo i liquidi in movimento.

La meccanica dei fluidi, chiamata anche fluidodinamica, consente di calcolare le forze aeronautiche, determinare la massa di fluidi come il petrolio, prevedere i modelli meteorologici e altro ancora.

5. Termodinamica

Termodinamica, il prossimo dei rami della fisica, studiare gli effetti dell'energia, riscaldare e lavorare in uno o più impianti. Cioè, per studiare le interazioni tra il calore e altre fonti o manifestazioni di energia. L'origine della termodinamica risale al XIX secolo, quando apparve la macchina del valore.

Inoltre, questo ramo ha la funzione di descrivere gli stati di equilibrio termodinamico a livello macroscopico (su larga scala).

6. Acustica

L'acustica è la branca della fisica incaricato di studiare il suono. Il suono implica il movimento di onde meccaniche; l'acustica studia queste onde in sostanze liquide, gas e solidi. Si concentra su come il suono viene prodotto, trasmesso, controllato e ricevuto. Studia anche gli effetti che produce.

7. Biofisica

La biofisica, oltre ad essere una branca della fisica, è anche una branca della biologia, poiché è a metà tra queste due scienze. Si occupa di studiare la biologia attraverso i principi fisici, applicando la metodologia fisica ai sistemi biologici.

8. Ottica

L'oggetto di studio dell'ottica è la visione e la luce; si occupa delle sue proprietà, processi e fenomeni. Inoltre, studia e descrive il comportamento della luce (visibile, infrarossa e ultravioletta); cioè studia, ad esempio, come interagisce con la materia. Un'altra delle sue funzioni è quella di costruire strumenti legati alla luce e alla visione, come le lenti.

9. Elettromagnetismo

L'elettromagnetismo mira a studiare fenomeni elettrici e magnetici. Raggruppa questi due tipi di fenomeni in un'unica disciplina. È responsabile della descrizione delle interazioni che avvengono tra particelle che hanno carica elettrica e magnetica (attraverso campi di forze ed energia).

10. Astrofisica

Anche l'astrofisica è considerata una branca dell'astronomia, la scienza che studia le stelle (la loro struttura, composizione, posizione...). Da parte sua, l'astrofisica studia la fisica delle stelle, concentrandosi sulle loro proprietà, fenomeni, processi, evoluzione, struttura ...

11. Cosmologia

La cosmologia è considerata una delle branche della fisica moderna, insieme a meccanica quantistica, fisica nucleare e altri. Questo ramo mira a studiare l'Universo su larga scala; studia le sue strutture e dinamiche, la sua origine, evoluzione e destinazione finale.

Questa branca della fisica, considerata una scienza, ha le sue origini al tempo di Copernico e Newton. Copernico stabilì il principio che i corpi celesti obbediscono alle stesse leggi fisiche dei corpi sulla terra. Gli inizi della cosmologia fisica, invece, risalgono all'inizio del XX secolo, con la teoria della relatività di Einstein.

12. Geofisica

La geofisica è la branca della fisica (e anche della geologia) chi studia fisica terrestre, cioè i campi fisici legati al pianeta terra. Possiamo distinguere due sotto-discipline all'interno della geofisica: la geofisica interna (che studia la interno della Terra) e geofisica esterna (che studia le proprietà fisiche dell'ambiente terra).

Riferimenti bibliografici

• Boltzmann, L. (1986). Scritti di meccanica e termodinamica. Alleanza editoriale.

• Eisberg, L. (1983). Fisico. Fondamenti e applicazioni. Casa editrice McGraw Hill.

• Enciclopedia della scienza e della tecnologia (5a ed.). (1993). Ottica. McGraw Hill.

• Montiel, J.A. (2016). Introduzione alla fisica quantistica. Elettrodinamica quantistica. Quark, rivista digitale.