Поділитися:
9 відділень класичної та сучасної фізики
Серед гілки класичної та сучасної фізики ми можемо виділити акустику, оптику або механіку в найбільш примітивному полі, а також космологію, квантову механіку або теорію відносності в останніх застосуваннях.
Класична фізика описує теорії, розроблені до 1900 року, а сучасну фізику - події, що відбулися після 1900 року. Класична фізика має справу з речовиною та енергією на макро-масштабі, не вдаючись у більш складні квантові дослідження. сучасної фізики.
Макс Планк, один з найважливіших вчених в історії, поклав кінець класичної фізики і початок сучасної фізики квантовою механікою..
Галузі класичної фізики
1- Акустика
Вухо - це біологічний прилад par excellence для отримання певних хвильових коливань і інтерпретації їх як звуку.
Акустика, що займається вивченням звуку (механічні хвилі в газах, рідинах і твердих тілах), пов'язана з виробництвом, контролем, передачею, прийомом і ефектами звуку.
Акустична технологія включає музику, вивчення геологічних, атмосферних і підводних явищ.
Психоакустика вивчає фізичні ефекти звуку в біологічних системах, що існують, оскільки Піфагор вперше почув звуки вібраційних струн і молотів, що вразили ковадла в шостому столітті до нашої ери. Але найбільш вражаючим розвитком в медицині є ультразвукова технологія.
2. Електрика і магнетизм
Електрика і магнетизм походять з єдиної електромагнітної сили. Електромагнетизм є галуззю фізичної науки, що описує взаємодії електрики і магнетизму.
Магнітне поле створюється електричним струмом в русі, а магнітне поле може викликати рух зарядів (електричного струму). Правила електромагнетизму також пояснюють геомагнітні та електромагнітні явища, описуючи взаємодію заряджених частинок атомів.
Раніше електромагнетизм відчувався на основі впливу блискавки та електромагнітного випромінювання як світлового ефекту.
Магнетизм довгий час використовувався як фундаментальний інструмент навігації, керований компасом.
Феномен електричних зарядів у спокої був виявлений стародавніми римлянами, які спостерігали за тим, як втирається гребінець залучав частинки. У контексті позитивних і негативних зарядів однакові заряди відштовхуються один від одного, а різні залучають один одного.
Можливо, вам буде цікаво дізнатися більше про цю тему, відкривши для себе 8 типів електромагнітних хвиль та їх характеристики.
3- Механіка
Це пов'язано з поведінкою фізичних тіл, коли вони піддаються силам або переміщенням, і подальшим впливом тіл у їхньому середовищі.
На зорі модернізму вчені Джаям, Галілей, Кеплер і Ньютон заклали основи того, що зараз відоме як класична механіка.
Ця субдисципліна розглядає рух сил на об'єктах і частинках, які перебувають у спокої або рухаються зі швидкістю, значно нижчою, ніж світла. Механіка описує природу тіл.
Термін "тіло" включає частинки, снаряди, космічні апарати, зірки, частини техніки, частини твердих тіл, частини рідини (гази і рідини). Частинки - це тіла з малою внутрішньою структурою, які розглядаються як математичні точки класичної механіки.
Жорсткі тіла мають розмір і форму, але зберігають простоту, близьку до частки, і можуть бути напівжорсткими (еластичні, текучі).
4- Механіка рідин
Механіка рідини описує потік рідин і газів. Динаміка рідини є галуззю, з якої виникають суб-дисципліни, такі як аеродинаміка (дослідження повітря та інших газів, що рухаються) і гідродинаміка (дослідження рухомих рідин).
Широко застосовується динаміка рідини: для розрахунку сил і моментів у літаках, визначення маси нафтового флюїду через нафтопроводи, крім прогнозування погодних умов, стиснення туманностей в моделювання міжзоряного простору та поділу ядер.
Ця галузь пропонує систематичну структуру, яка охоплює емпіричні та напів-емпіричні закони, отримані з вимірювання потоку та використовуються для вирішення практичних проблем.
Рішення проблеми динаміки рідини включає розрахунок властивостей рідини, таких як швидкість потоку, тиск, щільність і температура, а також функції простору і часу.
5- Оптика
Оптика займається властивостями і явищами видимого і невидимого світла і зору. Дослідження поведінки та властивостей світла, включаючи його взаємодію з речовиною, крім створення відповідних інструментів.
Охарактеризуйте поведінку видимого, ультрафіолетового та інфрачервоного світла. Оскільки світло - це електромагнітна хвиля, інші форми електромагнітного випромінювання, такі як рентгенівські промені, мікрохвилі та радіохвилі, мають подібні властивості.
Ця галузь має відношення до багатьох суміжних дисциплін, таких як астрономія, інженерія, фотографія та медицина (офтальмологія та оптометрія). Його практичні застосування знаходяться в різних технологіях і побутових об'єктах, включаючи дзеркала, лінзи, телескопи, мікроскопи, лазери і волоконно-оптичні.
6- Термодинаміка
Відділення фізики, що вивчає вплив роботи, тепла та енергії системи. Він народився в 19 столітті з появою парового двигуна. Вона стосується лише спостереження і реагування у великих масштабах спостережуваної і вимірюваної системи.
Дрібномасштабні газові взаємодії описуються кінетичною теорією газів. Методи доповнюють один одного і пояснюються в термінах термодинаміки або кінетичної теорії.
Законами термодинаміки є:
- Закон ентальпії: пов'язує різні форми кінетичної і потенційної енергії, в системі, з роботою, яку може виконати система, плюс передачу тепла.
- Це призводить до другого закону, і називається визначення іншої змінної стану закон ентропії.
- The нульовий закон визначає термодинамічну рівновагу в великих масштабах, температуру на відміну від малого масштабу, що відноситься до кінетичної енергії молекул.
Галузі сучасної фізики
7- космологія
Це вивчення структур і динаміки Всесвіту в більшому масштабі. Дослідіть його походження, структуру, еволюцію та кінцеве призначення.
Космологія, як наука, виникла з принципу Коперника - небесні тіла підпорядковуються фізичним законам, ідентичним фізичним законам Землі і Ньютона, що дозволило нам зрозуміти ті фізичні закони..
Фізична космологія почалася в 1915 році з розвитком загальної теорії відносності Ейнштейна, за якою слідували основні спостережні відкриття 1920-х років.
Драматичні досягнення в спостережній космології з 1990-х років, включаючи космічний мікрохвильовий фон, далекі дослідження наднових зірок і галактики, призвели до розробки стандартної моделі космології.
Ця модель дотримується вмісту великої кількості темної матерії і темних енергій, що містяться у Всесвіті, природа якої ще не визначена..
8- Квантова механіка
Відділення фізики, що вивчає поведінку речовини і світла, на атомній і субатомній шкалі. Його мета - описати і пояснити властивості молекул і атомів та їх компонентів: електронів, протонів, нейтронів та інших більш езотеричних частинок, таких як кварки і глюони..
Ці властивості включають взаємодію частинок один з одним і з електромагнітним випромінюванням (світло, рентгенівське та гамма-випромінювання).
Багато вчених сприяли створенню трьох революційних принципів, які поступово отримали визнання і експериментальну перевірку між 1900 і 1930 роками.
- Кількісні властивості. Позиція, швидкість і колір іноді можуть виникати лише в певних кількостях (наприклад, натискання номера за номером). Це протиставляється концепції класичної механіки, яка говорить, що такі властивості повинні існувати в плоскому і безперервному спектрі. Щоб описати ідею, що деякі властивості клацають, вчені придумали дієслово кількісно.
- Частинки світла. Вчені спростували 200 років експериментів, постулюючи, що світло може вести себе як частинка, а не завжди "як хвилі / хвилі в озері".
- Матерія хвиль. Матерія також може вести себе як хвиля. Про це свідчать 30-річні експерименти, які стверджують, що матерія (як електрони) може існувати як частинки.
9 - Відносність
Ця теорія охоплює дві теорії Альберта Ейнштейна: спеціальну теорію відносності, яка застосовується до елементарних частинок і їх взаємодії - описуючи всі фізичні явища, крім гравітації - і загальну відносність, що пояснює закон тяжіння і його відношення до інших сил. природи.
Це стосується космологічної сфери, астрофізики та астрономії. Відносність трансформувала постулати фізики і астрономії в 20-му столітті, проганяючи 200-річчя ньютонівської теорії.
Введені такі поняття, як просторово-час як єдина сутність, відносність одночасності, кінематичне і гравітаційне розширення часу і скорочення довжини.
У галузі фізики він удосконалив науку про елементарні частинки та їх фундаментальні взаємодії, разом з відкриттям ядерного віку..
Космологія та астрофізика передбачали надзвичайні астрономічні явища, такі як нейтронні зірки, чорні діри та гравітаційні хвилі.
Приклади досліджень кожної галузі
1 - Акустика: дослідження МООН
Лабораторія акустики кафедри фізики факультету наук УНАМ проводить спеціалізовані дослідження з розробки та впровадження методик вивчення акустичних явищ.
Найбільш поширені експерименти включають різні засоби з різними фізичними структурами. Ці засоби можуть бути текучими, аеродинамічними або застосуванням надзвукового струменя.
Дослідження, яке в даний час відбувається в УНАМ, - це частотний спектр гітари, залежно від місця його відтворення. Досліджуються також акустичні сигнали, що випускаються дельфінами (Forgach, 2017).
2- Електрика і магнетизм: вплив магнітних полів в біологічних системах
У районі університету Франциско Хосе Калдас проводяться дослідження впливу магнітних полів у біологічних системах. Все це для того, щоб визначити всі попередні дослідження, які були зроблені з даного питання і видати нові знання.
Дослідження показують, що магнітне поле Землі є постійним і динамічним, з чергуванням періодів як високої, так і малої інтенсивності.
Вони також говорять про види, які залежать від конфігурації цього магнітного поля для орієнтування, такі як бджоли, мурахи, лосось, кити, акули, дельфіни, метелики, черепахи (Fuentes, 2004)..
3- Механіка: людський організм і невагомість
Протягом більш ніж 50 років, NASA має передові дослідження впливу нульової гравітації на людський організм.
Ці дослідження дозволили безлічі космонавтів безпечно пересуватися на Місяць, або прожити більше року на Міжнародній космічній станції.
Дослідження НАСА аналізують механічні ефекти, які впливає на тіло без тяжкості, з метою їх зменшення та переконання, що астронавти можуть бути відправлені до більш віддалених місць Сонячної системи (Strickland & Crane, 2016)..
4- Механіка рідин: ефект Лейден-Мороза
Ефект Лейден-Мороза - це явище, яке виникає, коли крапля рідини торкається гарячої поверхні при температурі вище температури кипіння.
Докторанти університету Льєжа створили експеримент, щоб дізнатися вплив сили тяжіння на час випаровування рідини, і поведінку цього під час цього процесу.
Поверхня спочатку нагрівалася і нахилялася при необхідності. Використані краплі води відстежували за допомогою інфрачервоного світла, активуючи сервомотори кожного разу, коли вони відходили від центру поверхні (Investigación y ciencia, 2015).
5- Оптика: спостереження Ріттера
Йоганн Вільгельм Ріттер був німецьким фармацевтом і вченим, який проводив численні медичні та наукові експерименти. Серед його найбільш помітних внесків у сферу оптики є відкриття ультрафіолетового світла.
Ріттер засновував свої дослідження на відкритті інфрачервоного світла Вільгельмом Гершелем у 1800 році, визначаючи таким чином, що це було можливим існування невидимих вогнів і проводячи експерименти з хлоридом срібла і різними світловими променями (Cool Cosmos, 2017)..
6- Термодинаміка: термодинамічна сонячна енергія в Латинській Америці
Це дослідження зосереджується на вивченні альтернативних джерел енергії та тепла, таких як сонячна енергія, причому термодинамічна проекція сонячної енергії як джерела сталого енергетичного ресурсу є основним її інтересом (Bernardelli, 201).
Для цього дослідницький документ поділено на п'ять категорій:
1 - Сонячне випромінювання і розподіл енергії на земній поверхні.
2 - Використання сонячної енергії.
3- Передумови та еволюція використання сонячної енергії.
4- Термодинамічні установки та типи.
5- Приклади в Бразилії, Чилі та Мексиці.
7- Космологія: Обстеження темної енергії
Дослідження Темної Енергії, або Дослідження Темної Енергії, було науковим дослідженням, проведеним у 2015 році, основною метою якої було вимірювання великомасштабної структури Всесвіту..
За допомогою цього дослідження спектр був відкритий для численних космологічних досліджень, які мають на меті визначити кількість темної речовини, присутньої в поточному Всесвіті, та її розподіл..
З іншого боку, результати, висунуті DES, виступають проти традиційних теорій про космос, виданих після космічної місії Планка, фінансованої Європейським космічним агентством..
Це дослідження підтвердило теорію, що Всесвіт в даний час складається з 26% темної матерії.
Також були розроблені карти позиціонування, які точно вимірювали структуру 26 мільйонів віддалених галактик (Bernardo, 2017).
8- Квантова механіка: теорія інформації та квантові обчислення
Це дослідження спрямоване на дослідження двох нових сфер науки, таких як інформаційна та квантова обчислень. Обидві теорії є фундаментальними для розвитку телекомунікацій та пристроїв обробки інформації.
Дане дослідження представляє сучасний стан квантових обчислень, підтриманий досягненнями, зробленими групою квантових обчислень (GQC) (López), установою, що займається переговорами та генеруванням знань з цього питання, на основі першого Постулати Тьюрінга щодо обчислень.
9 - Теорія відносності: експеримент Ікара
Експериментальне дослідження Ікара, проведене в лабораторії Гран-Сассо в Італії, принесло спокій науковому світу, перевіривши, що теорія відносності Ейнштейна є правдою.
У цьому дослідженні вимірювали швидкість семи нейтрино пучком світла, наданим Європейським центром ядерних досліджень (ЦЕРН), і прийшли до висновку, що нейтрино не перевищують швидкості світла, як це було зроблено в минулому експерименті тієї ж лабораторії..
Ці результати були протилежні тим, що були отримані в попередніх експериментах CERN, які у попередні роки прийшли до висновку, що нейтрино проїхало 730 кілометрів швидше, ніж світло.
Очевидно, висновок, який раніше надав CERN, був пов'язаний з поганим підключенням GPS під час експерименту (El tiempo, 2012).
Список літератури
- Чим відрізняється класична фізика від сучасної фізики? Отримано на reference.com.
- Електрика і магнетизм. Світ науки про Землю. Авторське право 2003, Gale Group, Inc Отримано на encyclopedia.com.
- Механіка Отримано на wikipedia.org.
- Fluid Dinamics. Отримано на wikipedia.org.
- Оптика Визначення Отримано на dictionary.com.
- Оптика Енциклопедія науки і техніки Макгроу-Хілла (5-е видання). McGraw-Hill. 1993.
- Оптика Отримано на wikipedia.org.
- Що таке термодинаміка? Відновлено в grc.nasa.gov.
- Ейнштейн А. (1916). Теорія відносності: спеціальна і загальна теорія. Отримано на wikipedia.org.
- Will, Clifford M (2010). "Відносність". Мультимедійна енциклопедія Grolier. Отримано на wikipedia.org.
- Що свідчить про Великий вибух? Відновлено в astro.ucla.edu.
- Планк розкриває і майже ідеальний всесвіт. Відновлено в that.int.