21 fysiske grener: gjenstand for studier og applikasjoner

Grenene i fysikken er forskjellige områder eller studieretninger i fysikk. Fysikk er vitenskapen som er ansvarlig for å forklare alt som skjer i universet, for hvilket dekker et stort mangfold av områder: bevegelse, krefter, stråling, energi, blant andre.

Fysikkgren	Studieobjekt	applikasjoner
Akustikk	Lyd	Navigasjons- og lokasjonssystemer etter lyd, økonogrammer.
Astrofysikk	Store kropper i rommet.	Kunnskap om andre himmellegemer.
Biofysikk	Fysiske lover for biologiske prosesser.	Celleenergi, nerveimpulsoverføring, celletransport.
Kryogenikk	Materialer ved veldig lave temperaturer	Superledningsevne, kraftige magneter.
Kinematikk	Objekter i bevegelse	Beregn banen og hastigheten til objekter.
Dynamisk	Krefter som virker på gjenstander.	Aerodynamikk
Statisk	Krefter på kropper i ro.	Bygg og anlegg.
Elektromagnetisme	Elektrisitet og magnetisme	Elektriske nettverk, trådløs kommunikasjon, elektronisk utstyr.
Atomfysikk	Atomet	Kvantemekanikk, nanoteknologi,
Flytende fysikk	Oppførsel av væsker og gasser.	Luftfart, industrielle prosesser, sirkulasjonssystem.
Solid state fysikk	Materie og samspillet mellom atomer.	Fotoresistens, nye magnetiske og lasermaterialer, superledere.
Plasmafysikk	Plasmafysiske egenskaper	Behandling for papirgjenvinning.
Fysikk av kondensert materie	Egenskaper av faste stoffer og væsker.	Varmeledningsevne, ferromagnetisme.
Medisinsk fysikk	Stråling i menneskers helse.	Strålebehandling og dosimetri.
Kjernefysikk	Atomens kjerne.	Atomreaktorer, medisin.
Partikkelfysikk	Partikler som utgjør atomet.	Medisinsk diagnose og behandling, Verdensveven, sterilisering.
Klassisk mekanikk	Bevegelse av legemer: inkluderer kinematikk, dynamikk og statikk.	Lansering av raketter og romskip.
Kvantemekanikk	Oppførsel av subatomære partikler.	Egenskaper og struktur av materie.
Meteorologi	Atmosfæren og dens komponenter.	Forutsigelse og overvåking av værforhold.
Optikk	Lys og andre elektromagnetiske bølger.	Optiske fibre, laser.
Termodynamikk	Energi, varme og deres overføringer.	Kjøling, motorer

1. Akustikk

Akustikk er den grenen av klassisk fysikk som studer lyden som en luftforstyrrelse, dens måte å spre seg på, fenomenene som produserer den, hvordan den blir hørt og hvordan den blir absorbert.

Verktøy: trykkdiagram, mikrofoner, ultralyd.

applikasjoner: lydisolering, lydisolasjon, design av musikkinstrumenter og konserthaller, navigasjonssystemer og lydplassering.

2. Astrofysikk

Grenen av fysikk som studerer større materielle legemer er astrofysikk. Beskriv bevegelsen til legemer og systemer i rommet, for eksempel stjerner, kvasarer, galakser og interstellar materie.

Verktøy: astronomiske observatorier, teleskoper, radioteleskoper, romprober.

applikasjoner: geoposisjonering, kunnskap om andre planeter.

3. Biofysikk

Biofysikere kombinerer biologi og fysikk for å studere fysiske lover for biologiske prosesser, funksjonen til cellemembranen, måten nerveimpulser fungerer på og muskelsammentrekning.

Verktøy: molekylærbiologi, røntgendiffraksjon, fluorescensmikroskopi basert på fluorescensresonansenergioverføring, elektrofysiologi.

applikasjoner: termodynamisk stabilitet av proteiner, cellulær energi, cellulær transport.

4. Kryogenikk

Fysikken ved lave temperaturer eller kryogenikk studerer atferden til materie ved ekstremt lave temperaturer. Absolutt null (0ºK) indikerer den laveste temperaturen et legeme kan nå, der molekylene er praktisk talt urørte.

Verktøy: kompresjon og utvidelse av gasser, kryostat.

applikasjoner: superledningsevne og superfluiditet, konstruksjon av superkraftige magneter, kraftoverføringslinjer med høy effektivitet.

5. Kinematikk

Kinematikk er grenen av mekanikk som studerer bevegelige gjenstander. For å beskrive bevegelsen studerer kinematikk banen til punkter, linjer og andre geometriske objekter, hastighet, akselerasjon, forskyvning beregnes.

Verktøy: videokameraer, observasjon, matematikk.

applikasjoner: beregning av hastighet og bane av objekter, ballistikk.

6. Dynamisk

Dynamikk er grenen av mekanikk som studerer forholdet mellom bevegelse av legemer og dens årsaker. Den studerer kreftene som får objekter og systemer til å bevege seg.

Verktøy: Newtons lover, kraftdiagrammer.

applikasjoner: beregninger av friksjon, deformasjon, motstand, aerodynamikk, fremdrift.

7. Statisk

Statikk er grenen av mekanikk som studerer kroppsbalansen. Den tar for seg analysen av krefter som virker på et system i hvile.

Verktøy: Newtons lover, enkle maskiner.

applikasjoner: bygging av bygninger og broer.

8. Elektromagnetisme

Elektromagnetisme er studiet av fenomener elektrisitet og magnetisme interaksjon mellom ladede partikler i elektriske og magnetiske felt og forplantning av elektromagnetiske bølger gjennom rommet.

Verktøy: magneter, elektriske ladninger, voltmetre, ammetere.

applikasjoner: elektrisitetsdistribusjonsnett, globale kommunikasjonsnett, elektronisk utstyr.

9. Atomfysikk

Atomfysikk tar for seg atomstudie: dens struktur, elektroniske konfigurasjon og mekanismene for utslipp og absorpsjon av energi.

Verktøy: radioaktivitet, spektroskopi, lasere.

applikasjoner: kvantemekanikk, nanoteknologi.

10. Flytende fysikk

Væskefysikk studerer oppførselen til væsker, gasser eller andre væsker i ro og i bevegelse.

Verktøy: Archimedes-prinsippet, overflatespenning, kapillaritet.

applikasjoner: kontroll av trykkluft og drivstoffstrøm i fly, industrielle hydrauliske prosesskontrollsystemer og prosesser ved høye temperaturer. Funksjon av sirkulasjonssystemet.

11. Solid state fysikk

Solid state fysikk studerer og utforsker materie og samspillet mellom atomer i dimensjoner på en makroskopisk skala. Prøv å forklare kjemiske egenskaper basert på de fysiske egenskapene til hvert atom.

Verktøy: Elektronmikroskop, røntgendiffraksjonskrystallografi.

applikasjoner: materialer for lasere, fotoresistorer, fotoceller, fluorescerende eller fosforescerende materialer, nye magnetiske materialer, superledere, nye magnetiske materialer.

12. Plasmafysikk

Plasmafysikk studerer tilstand av materien til ladede partikler. Plasma finnes naturlig i stjerner og rom. I laboratorier skapes plasma ved oppvarming av gasser til elektroner løsner fra deres atom eller molekyl.

Verktøy: laser med høy effekt, mikrobølgeovn.

applikasjoner: behandling av papir for resirkulering.

13. Fysikk av kondensert materie

Fysikk med kondensert materie tar for seg de termiske, elektromagnetiske og optiske egenskapene til faste og flytende stoffer

Verktøy: krystallografi, spektrometri.

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

14. Partikkelfysikk

Partikkelfysikk omfatter studiet av grunnleggende partikler som utgjør materie. Det er også kjent under navnet "High Energy Physics" på grunn av de store mengdene energi som kreves for å skape de rette forholdene for observasjon.

Verktøy: partikkelakseleratorer, kosmiske stråler.

applikasjoner: magnetisk resonansbilder, World Wide Web, transmutasjon av atomavfall, marin container skanner.

15. Medisinsk fysikk

Medisinsk fysikk er en gren av fysikk som bruker prinsippene, metodene og teknikkene til fysikk i forebygging, diagnose og behandling av menneskelige sykdommer.

Verktøy: bildebehandling, radiologisk utstyr, magnetisk resonans.

applikasjoner: klinisk tjeneste, strålebehandling, dosimetri.

16. Kjernefysikk

Kjernefysikk undersøker atomkjernen, består av protoner, nøytroner og andre partikler. Kjernefysikeren studerer arrangementet av disse partiklene i kjernen, kreftene som holder dem sammen, den måten kjerner frigjør energi i form av naturlig radioaktivitet eller på grunn av fusjons- eller fisjoneringsreaksjoner.

Verktøy: bjelker av protoner eller elektroner som prosjektiler, atomreaktorer, Geiger-tellere.

applikasjoner: radioaktivitet, medisin, kraftverk.

17. Klassisk mekanikk

Klassisk mekanikk omfatter hele studiet av kroppens bevegelse. Inkluderer kinematikk, dynamikk og statikk.

Verktøy: Newtons bevegelseslover.

applikasjoner: sjøsetting av raketter og romskip.

18. Kvantemekanikk

Kvantemekanikk studerer lovene som styrer oppførselen til subatomære partikler. Innenfor ekstremt små dimensjoner følger kroppene helt andre oppførselslover enn den makroskopiske verdenen.

Verktøy: svart kroppsstråling.

applikasjoner: forutsi oppførselen til partiklene og indre fenomener i atomet, gjør det mulig å fordype seg i egenskapene og strukturen til faste materialer, slik som halvledere.

19. Meteorologi

Meteorologi er studie av atmosfæren og dens komponenter. Meteorologer bruker fysikk for å undersøke strømmen og bevegelsen av luft og vann på jordoverflaten.

Verktøy: satellittbilder, radarer, værstasjoner.

applikasjoner: undersøkelse av luftstrøm, værmelding, overvåking av værforhold.

20. Optikk

Optikkstudier lyset og den har mange applikasjoner innen optoelektronikk og fiberoptikk.

Verktøy: linser, speil, teleskoper og kikkert.

applikasjoner: studie av oppførselen til lys og andre elektromagnetiske bølger, optiske fibre.

21. Termodynamikk

Termodynamikk er grenen av fysikk som studerer de forskjellige former for energi, samt forholdene der den ene kan forvandles til den andre.

Verktøy: lover om termodynamikk, kalorimetre.

applikasjoner: kjølesystemer, forbrenningsmotorer, fremdriftsmotorer for romfartøyer.

Teoretisk og eksperimentell fysikk

Fysikk er studiet av saken som utgjør universet og lovene som styrer det. Arbeidet i fysikk kan tilnærmes i to hovedstrategier:

• fysikk teoretisk: De bruker fysikkens lover for å avgrense teorier og foreslå eksperimenter, slik Albert Einstein, Richard Feynman og Stephen Hawking gjorde.
• fysikk eksperimentell: Eksperimentelle fysikere designer og gjennomfører eksperimenter, det samme gjør den argentinske fysikeren Gabriela González og den meksikanske fysikeren Gerardo Herrera Corral.

Det kan interessere deg å vite:

• Forskjellen mellom naturvitenskap og samfunnsvitenskap.
• Grenene til kjemi