A KLASSZIKUS ÉS A MODERN FIZIKA 13 ÁGA - FIZIKAI - 2026

A klasszikus és a modern fizika ágainak közül kiemelhetjük az akusztikát, az optikát vagy a mechanikát a legeredményesebb területen, a kozmológiát, a kvantummechanikát vagy a relativitáselméletet az újabb alkalmazásokban.

A klasszikus fizika leírja az 1900 előtt kifejlesztett elméleteket és a modern fizika az 1900 utáni eseményeket. A klasszikus fizika az anyaggal és az energiával foglalkozik makro-skálán anélkül, hogy bele kellene merülnie a kvantumok bonyolultabb tanulmányozásába. modern fizika.

Max Planck, a történelem egyik legfontosabb tudósa, a klasszikus fizika végét és a modern fizika kezdeteit kvantummechanikával jelölte meg.

A klasszikus fizika ágazatai

1- Akusztika

A fül a par excellence biológiai eszköz, amely bizonyos hullámvibrációkat vesz fel és hangként értelmezi.

Az akusztika, amely a hang (mechanikus hullámok gázokban, folyadékokban és szilárd anyagokban) vizsgálatával foglalkozik, a hang előállításához, vezérléséhez, továbbításához, vételéhez és hatásaihoz kapcsolódik.

Az akusztikai technológia magában foglalja a zenét, a geológiai, légköri és víz alatti jelenségek tanulmányozását.

A pszichoakusztika megvizsgálja a hang fizikai hatásait a biológiai rendszerekre, amelyek jelen vannak, mióta Pythagoras először hallotta a vibráló húrok és kalapácsok hangjait, amelyek az ívre ütköznek a Kr. E. 6. században. De a legmegdöbbentőbb fejlemény az orvostudományban az ultrahang technika.

2- Elektromosság és mágnesesség

Az elektromosság és a mágnesesség egyetlen elektromágneses erőből származik. Az elektromágnesesség a fizika tudományágának ága, amely leírja a villamos energia és a mágnesesség kölcsönhatásait.

A mágneses teret mozgó elektromos áram hozza létre, a mágneses mező indukálja a töltések (elektromos áram) mozgását. Az elektromágnesesség szabályai megmagyarázzák a geomágneses és elektromágneses jelenségeket is, leírva, hogy az atomok töltött részecskei hogyan hatnak egymásra.

Az elektromágneseséget korábban a villámlás és az elektromágneses sugárzás, mint fényhatás hatása alapján tapasztalták.

A mágneseséget régóta használják az iránytű által vezérelt navigáció alapvető eszközeként.

A nyugalomban lévő elektromos töltések jelenségét az ókori rómaiak fedezték fel, akik megfigyelték, ahogyan a dörzsölt fésű vonzza a részecskéket. A pozitív és negatív díjakkal összefüggésben, mint például a taszítók és a különféle díjak vonzódnak.

Érdemes lehet többet megtudni erről a témáról, ha felfedezi a 8 elektromágneses hullámtípust és azok jellemzőit.

3- Mechanika

Ez kapcsolódik a fizikai testek viselkedéséhez, amikor erőknek vagy elmozdulásoknak vannak kitéve, és a testük környezetükben bekövetkező következményeivel.

A modernizmus hajnalán Jayam, Galileo, Kepler és Newton tudósok alapozták meg a klasszikus mechanika néven ismert módszert.

Ez az alfegyelem az erő mozgására vonatkozik olyan tárgyakon és részecskékön, amelyek nyugalomban vannak, vagy lényegesen lassabb sebességgel mozognak, mint a fény. A mechanika leírja a testek természetét.

A test kifejezés részecskéket, lövedékeket, űrhajókat, csillagokat, gépalkatrészeket, szilárd anyagok részét, folyadékok részeit (gázokat és folyadékokat) foglalja magában. A részecskék kevés belső szerkezetű test, amelyet a klasszikus mechanika matematikai pontjaként kezelnek.

A merev testek méretének és formájának tekinthetők, de megtartják az egyszerűséget a részecskéhez közel, és félig merevek lehetnek (rugalmasak, folyékonyak).

4- Folyadék mechanika

A folyadékmechanika leírja a folyadékok és a gázok áramlását. A folyadékdinamika az az ág, amelyből olyan aldiszciplinák alakulnak ki, mint az aerodinamika (a mozgásban lévő levegő és más gázok vizsgálata) és a hidrodinamika (a mozgásban lévő folyadékok vizsgálata).

A folyadékdinamikát széles körben alkalmazzák: a repülőgépeken lévő erők és nyomatékok kiszámításához, a csővezetéken áthaladó kőolaj-folyadék tömegének meghatározásához, az időjárási viszonyok előrejelzésén kívül a ködöknek a csillagközi tér és atomfegyverek hasadási modellezése.

Ez az ág szisztematikus struktúrát kínál, amely magában foglalja az áramlásmérésből származó és a gyakorlati problémák megoldására alkalmazott empirikus és félig empirikus törvényeket.

A folyadékdinamikai probléma megoldása a folyadék tulajdonságainak, például az áramlási sebesség, nyomás, sűrűség és hőmérséklet, valamint a tér és az idő függvényének kiszámítását foglalja magában.

5- optika

Az optika a látható és láthatatlan fény és látás tulajdonságaival és jelenségeivel foglalkozik. Tanulmányozza a fény viselkedését és tulajdonságait, ideértve az anyaggal való kölcsönhatását, a megfelelő eszközök felépítése mellett.

Leírja a látható, ultraibolya és infravörös fény viselkedését. Mivel a fény elektromágneses hullám, az elektromágneses sugárzás más formái, például a röntgen, a mikrohullámok és a rádióhullámok hasonló tulajdonságokkal rendelkeznek.

Ez az ágazat számos kapcsolódó tudományág szempontjából releváns, például a csillagászat, a mérnöki munka, a fényképészet és az orvostudomány (szemészet és optometria). Gyakorlati alkalmazásai számos mindennapi tárgyban és technológiában megtalálhatók, beleértve a tükröket, lencséket, távcsöveket, mikroszkópokat, lézereket és száloptikákat.

6- Termodinamika

A fizika ága, amely a munka, a hő és az energia hatásait vizsgálja egy rendszerben. A 19. században született, a gőzgép megjelenésével. Csak egy megfigyelhető és mérhető rendszer nagyszabású megfigyelésére és reagálására vonatkozik.

A kisméretű gázok kölcsönhatásait a gázok kinetikai elmélete írja le. A módszerek kiegészítik egymást, és termodinamikai szempontból vagy kinetikai elmélettel magyarázhatók.

A termodinamika törvényei a következők:

• Entalpia törvény: Összekapcsolja a rendszerben a kinetikus és a potenciális energia különféle formáit azzal a munkával, amelyet a rendszer képes elvégezni, plusz a hőátadást.
• Ez a második törvényhez és egy másik állapotváltozó, az entrópia törvénynek nevezett meghatározáshoz vezet.
• A zeroth-törvény meghatározza a hőmérséklet nagy léptékű termodinamikai egyensúlyát, szemben a molekulák kinetikai energiájához kapcsolódó kicsi léptékű meghatározással.

A modern fizika ágai

7- kozmológia

Ez az univerzum szerkezetének és dinamikájának tanulmányozása szélesebb körben. Vizsgálja meg annak eredetét, felépítését, fejlődését és végső rendeltetési helyét.

A kozmológia, mint tudomány, a Kopernikusz elvvel - az égi testek engedelmeskednek a Föld törvényeivel megegyező fizikai törvényeknek - és a Newtoni mechanikával, amelyek lehetővé tették számunkra, hogy megértsük ezeket a fizikai törvényeket.

A fizikai kozmológia 1915-ben kezdődött Einstein általános relativitáselméletének kidolgozásával, amelyet az 1920-as években nagy megfigyelési felfedezések követtek.

A megfigyelő kozmológia drámai fejlődése az 1990-es évek óta, beleértve a kozmikus mikrohullámú hátteret, a távoli szupernóvákat és a galaxis vöröseltolódási felkeléseit, a kozmológia standard modelljének kidolgozásához vezetett.

Ez a modell ragaszkodik az univerzumban található nagy mennyiségű sötét anyag és sötét energiákhoz, amelyek természetét még nem határozták meg pontosan.

8- Kvantummechanika

A fizika ága, amely az anyag és a fény viselkedését tanulmányozza atomi és szubatómiai skálán. Célja, hogy leírja és magyarázza a molekulák és atomok, valamint alkotóelemeik tulajdonságait: elektronok, protonok, neutronok és más ezoterikus részecskék, például kvarkok és gluonok.

Ezek a tulajdonságok magukban foglalják a részecskék kölcsönhatásait egymással és az elektromágneses sugárzással (fény, röntgen és gamma sugarak).

Több tudós hozzájárult három olyan forradalmi alapelv kialakításához, amelyek 1900 és 1930 között fokozatosan elfogadták és kísérleti hitelesítést szereztek.

• Számszerűsített tulajdonságok. A helyzet, a sebesség és a szín néha csak bizonyos mennyiségekben fordulhat elő (például kattintással számra kattintva). Ez ellentétben áll a klasszikus mechanika fogalmával, amely szerint ezeknek a tulajdonságoknak lapos, folytonos spektrumban kell létezniük. Annak leírására, hogy néhány tulajdonság kattint, a tudósok megalkották az ige mennyiségi meghatározását.
• Könnyű részecskék. A tudósok megcáfolták a 200 éves kísérleteket azzal, hogy feltételezték, hogy a fény részecskékként viselkedik, és nem mindig "mint egy hullám / hullám egy tóban".
• Az anyag hullámai. Az anyag úgy viselkedhet, mint egy hullám. Ezt 30 éves kísérletek bizonyítják, amelyek megerősítik, hogy az anyag (például elektronok) részecskékként létezhetnek.

9 - relativitás

Ez az elmélet magában foglalja Albert Einstein két elméletét: a speciális relativitáselméletet, amely az elemi részecskékre és azok kölcsönhatásaira vonatkozik - leírva az összes fizikai jelenséget, kivéve a gravitációt -, valamint az általános relativitáselmélet, amely megmagyarázza a gravitációs törvényt és annak kapcsolatát más természet.

Ez vonatkozik a kozmológiai, asztrofizikai és csillagászati ​​birodalomra. A relativitás átalakította a fizika és a csillagászat posztulátumait a 20. században, 200 éves Newton-elmélet elhagyásával.

Bemutatott olyan fogalmakat, mint a téridő mint egységes entitás, az egyidejűség relativitáselmélete, az idő kinematikus és gravitációs dilatációja, valamint a hosszúsági összehúzódás.

A fizika területén továbbfejlesztette az elemi részecskék és azok alapvető kölcsönhatásainak tudományát, a nukleáris korszak beiktatásával együtt.

A kozmológia és az asztrofizika rendkívüli csillagászati ​​jelenségeket jósolt, mint például neutroncsillagok, fekete lyukak és gravitációs hullámok.

10-atomfizika

A fizika olyan területe, amely az atommagot, annak kölcsönhatásait más atomokkal és részecskékkel, valamint alkotóelemeivel vizsgálja.

11-biofizika

Formálisan a biológia egyik ága, bár szorosan kapcsolódik a fizikához, mivel a biológiát fizikai alapelvekkel és módszerekkel tanulmányozza.

12-Asztrofizika

Formálisan ez egy csillagászat ága, bár szorosan kapcsolódik a fizikához, mivel a csillagok fizikáját, összetételét, fejlődését és felépítését vizsgálja.

13-Geofizika

A földrajz egy ága, bár szorosan kapcsolódik a fizikához, mivel a fizikát a fizika módszereivel és alapelveivel vizsgálja.

Kutatási példák az egyes ágakból

1- Akusztika: UNAM kutatás

Az UNAM Tudományos Karának Fizikai Tanszékének akusztikai laboratóriuma speciális kutatásokat végez olyan technikák kifejlesztésében és megvalósításában, amelyek lehetővé teszik az akusztikai jelenségek tanulmányozását.

A leggyakoribb kísérletek különböző, eltérő fizikai struktúrájú közegeket tartalmaznak. Ezek a közegek lehetnek folyadékok, szélcsatorna vagy szuperszonikus sugárhajtású készülék.

Az UNAM-ban jelenleg zajló vizsgálat a gitár frekvenciaspektrumát mutatja, attól függően, hogy mikor ütik be. A delfinek által kibocsátott akusztikus jeleket szintén vizsgálják (Forgach, 2017).

2- Elektromosság és mágnesesség: a mágneses mezők hatása a biológiai rendszerekben

A Francisco José Caldas Kerületi Egyetem kutatásokat végez a mágneses mezők biológiai rendszerekre gyakorolt ​​hatásáról. Mindez annak érdekében, hogy azonosítsa az összes korábbi kutatást, amelyet a témában elvégeztek, és új ismereteket adjon ki.

A kutatások azt mutatják, hogy a Föld mágneses tere állandó és dinamikus, váltakozó periódusokkal egyaránt.

Arról is beszélnek, hogy milyen fajok függnek e mágneses mezőtől az orientációtól, például méhek, hangyák, lazac, bálnák, cápák, delfinek, pillangók, teknősök (Fuentes, 2004).

3- Mechanika: emberi test és nulla gravitáció

A NASA több mint 50 éve kutatásokat végez a nulla gravitáció emberi testre gyakorolt ​​hatásáról.

Ezek a vizsgálatok lehetővé tették, hogy sok űrhajós biztonságosan mozogjon a Holdon, vagy egy éven át éljen a Nemzetközi Űrállomáson.

A NASA kutatása elemezte a nulla gravitációnak a testre gyakorolt ​​mechanikai hatásait azzal a céllal, hogy csökkentsék azokat és biztosítsák, hogy az űrhajósokat el lehessen küldeni a Naprendszer távolabbi helyeire (Strickland & Crane, 2016).

4- Fluid mechanika: Leidenfrost hatás

A Leidenfrost-hatás olyan jelenség, amely akkor fordul elő, amikor egy folyadék cseppje forró felülethez érkezik, forráspontja fölötti hőmérsékleten.

A Liège-i Egyetem doktori hallgatói kísérletet készítettek a gravitációnak a folyadék párolgási idejére gyakorolt ​​hatásáról és viselkedéséről ezen folyamat során.

A felületet kezdetben melegítették, és ha szükséges, lejtőn álltak. Az alkalmazott vízcseppek infravörös fény segítségével nyomon követhetők, aktiváló szervomotorokkal minden alkalommal, amikor elmozdultak a felület közepétől (Research and Science, 2015).

5 - Optika: Ritter megfigyelései

Johann Wilhelm Ritter német gyógyszerész és tudós volt, számos orvosi és tudományos kísérletet végzett. Az optika területén a legjelentősebb hozzájárulása között szerepel az ultraibolya fény felfedezése.

Ritter kutatásait az infravörös fény 1800-as William Herschel általi felfedezésére alapozta, így meghatározva, hogy lehetetlen-e láthatatlan fény létezése, és kísérleteket végez ezüst-kloriddal és különféle fénysugarakkal (Cool Cosmos, 2017)..

6- Termodinamika: termodinamikai napenergia Latin-Amerikában

Ez a kutatás az alternatív energia- és hőforrások, például a napenergia tanulmányozására összpontosít, amelynek fő érdeke a napenergia, mint fenntartható energiaforrás termodinamikai előrejelzése (Bernardelli, 201).

E célból a tanulmányt öt kategóriába osztják:

1- Napfény sugárzás és energia eloszlás a föld felszínén.

2- A napenergia felhasználása.

3- A napenergia felhasználásának háttere és alakulása.

4- Termodinamikai berendezések és típusok.

5 Esettanulmányok Brazíliában, Chilében és Mexikóban.

7- Kozmológia: Sötét energia felmérés

A sötét energiáról szóló felmérés vagy a sötét energia felmérés egy 2015-ben elvégzett tudományos tanulmány volt, amelynek fő célja az univerzum nagyméretű felépítésének mérése volt.

Ezzel a vizsgálattal a spektrumot számos kozmológiai kutatás nyitotta meg, amelyek célja a jelenlegi univerzumban található sötét anyag mennyiségének és eloszlásának meghatározása.

Másrészről, a DES eredményei ellentétben állnak a kozmoszról szóló hagyományos elméletekkel, amelyeket az Európai Űrügynökség finanszírozott Planck űri missziója után adtak ki.

Ez a kutatás megerősítette azt az elméletet, miszerint az univerzum jelenleg 26% -ban sötét anyagból áll.

Kialakítottak olyan helymeghatározási térképeket is, amelyek pontosan meghatározták a 26 millió távoli galaxis szerkezetét (Bernardo, 2017).

8- Kvantummechanika: információelmélet és kvantumszámítás

Ez a kutatás két új tudományterületet kíván megvizsgálni, mint például az információs és a kvantumszámítás. Mindkét elmélet alapvető fontosságú a távközlés és az információfeldolgozó eszközök fejlődésében.

Ez a tanulmány bemutatja a kvantumszámítás jelenlegi helyzetét, amelyet a Quantum Computation (GQC) (López) csoport, az intézmény előmozdítása támogat, amelynek célja az előadások megbeszélése és a témával kapcsolatos ismeretek generálása. Turing posztulálja a számítástechnikát.

9 - relativitás: Icarus-kísérlet

Az olaszországi Gran Sasso laboratóriumában elvégzett Icarus kísérleti kutatás nyugalmat hozott a tudományos világban, ellenőrizve, hogy Einstein relativitáselmélete igaz-e.

Ez a kutatás az Európai Nukleáris Kutatási Központ (CERN) által biztosított fénysugárral mérte a hét neutrinó sebességét, megállapítva, hogy a neutrinók nem haladják meg a fény sebességét, amint azt az ugyanazon laboratóriumban végzett korábbi kísérletekben megállapították.

Ezek az eredmények ellentétesek voltak a CERN korábbi kísérleteiben kapott eredményekkel, amelyek a korábbi években arra a következtetésre jutottak, hogy a neutrinók 730 kilométert haladnak meg, mint a fény.

Nyilvánvaló, hogy a CERN által korábban megfogalmazott következtetés a kísérlet végrehajtásának idején a rossz GPS-kapcsolatról származott (El tiempo, 2012).

Irodalom

1. Miben különbözik a klasszikus fizika a modern fizikától? Helyreállítva a reference.com webhelyen.
2. Elektromosság és mágnesesség. A Föld Tudomány Világa. Szerzői jog 2003, The Gale Group, Inc. Beolvasva az encyclopedia.com webhelyen.
3. Mechanika. Helyreállítva a wikipedia.org webhelyen.
4. Folyadékdinamika. Helyreállítva a wikipedia.org webhelyen.
5. Optika. Meghatározás. Helyreállítva a dictionary.com webhelyen.
6. Optika. McGraw-Hill Tudományos és Technológiai Enciklopédia (5. kiadás). McGraw-Hill. 1993.
7. Optika. Helyreállítva a wikipedia.org webhelyen.
8. Mi a termodinamika? Helyreállítva a grc.nasa.gov webhelyen.
9. Einstein A. (1916). Relativitás: A speciális és általános elmélet. Helyreállítva a wikipedia.org webhelyen.
10. Will, Clifford M. (2010). "Relativitás". Grolier Multimedia Encyclopedia. Helyreállítva a wikipedia.org webhelyen.
11. Milyen bizonyítékok vannak a Nagyrobbanásról? Helyreállítva az astro.ucla.edu webhelyen.
12. Planck feltárja és szinte tökéletes univerzumot. Helyreállítva az esa.int-ben.