Klassisen ja modernin fysiikan 9 haaraa

Niistä klassisen ja modernin fysiikan alat voimme tuoda esiin akustiikan, optiikan tai mekaniikan alkeellisimmilla aloilla ja kosmologiassa, kvanttimekaniikassa tai relatiivisuudessa uusimmissa sovelluksissa.

Klassinen fysiikka kuvaa ennen vuotta 1900 kehitettyjä teorioita ja modernia fysiikkaa 1900 jälkeen tapahtuneista tapahtumista. Klassinen fysiikka käsittelee aineen ja energian makrotasolla menemättä monimutkaisempiin kvanttitutkimuksiin. nykyaikaisen fysiikan.

Yksi historian tärkeimmistä tiedemiehistä Max Planck merkitsi klassisen fysiikan loppua ja modernin fysiikan alkua kvanttimekaniikalla.

Klassisen fysiikan haarat

1- Akustiikka

Korva on biologinen väline par excellence, joka vastaanottaa tiettyjä aaltoja ja tulkitsee niitä ääneksi.

Ääniopiskeluun liittyvä akustiikka (kaasujen, nesteiden ja kiinteiden aineiden mekaaniset aallot) liittyy äänen tuotantoon, ohjaukseen, siirtoon, vastaanottoon ja vaikutuksiin..

Akustinen tekniikka sisältää musiikkia, geologisten, ilmakehän ja sukellusveneiden ilmiöiden tutkimista.

Psykoakustika, tutkii äänen fyysisiä vaikutuksia biologisissa järjestelmissä, koska Pythagoras on kuullut ensimmäistä kertaa ääniä värähtelevistä merkkijonoista ja vasarista, jotka iskuivat kuudennella vuosisadalla eKr. C. Mutta lääketieteen vaikuttavin kehitys on ultraäänitekniikka.

2 - Sähkö ja magneettisuus

Sähkö ja magnetismi ovat peräisin yhdestä sähkömagneettisesta voimasta. Sähkömagnetismi on osa fysiikkaa, joka kuvaa sähkön ja magnetismin vuorovaikutusta.

Magneettikenttä luodaan liikkeessä olevalla sähkövirralla ja magneettikenttä voi aiheuttaa maksujen liikkumisen (sähkövirta). Sähkömagneettisuuden säännöt selittävät myös geomagneettisia ja sähkömagneettisia ilmiöitä, joissa kuvataan, miten ladattujen atomien hiukkaset ovat vuorovaikutuksessa. 

Aikaisemmin sähkömagneettisuutta koettiin salaman ja sähkömagneettisen säteilyn vaikutusten perusteella valon vaikutuksena.

Magnetismia on käytetty pitkään kompassin ohjaaman navigointivälineenä.

Muinaiset roomalaiset havaitsivat lepotilassa olevien sähkövarausilmiöiden ilmiön, joka havaitsi tapaa, jolla hierottu kammat houkuttelivat hiukkasia. Positiivisten ja negatiivisten maksujen yhteydessä tasa-arvoiset maksut kumoavat toisiaan ja eri houkuttelevat toisiaan.

Saatat olla kiinnostunut oppimaan lisää tästä aiheesta löytämällä kahdeksan sähkömagneettisten aaltojen tyyppiä ja niiden ominaisuuksia.

3- Mekaniikka

Se liittyy fyysisten elinten käyttäytymiseen, kun se joutuu voimiin tai siirtymiin, ja kehon myöhemmistä vaikutuksista ympäristöönsä.

Modernismin kynnyksellä tutkijat Jayam, Galileo, Kepler ja Newton loivat perustan sille, mitä nyt kutsutaan klassiseksi mekaniikaksi..

Tässä alitieteessä käsitellään voimien liikkumista kohteissa ja hiukkasissa, jotka ovat levossa tai liikkuvat nopeudella, joka on huomattavasti alhaisempi kuin valon. Mekaniikka kuvaa kehon luonnetta.

Termi elin sisältää hiukkasia, ammuksia, avaruusaluksia, tähtiä, koneen osia, kiintoaineiden osia, nesteiden osia (kaasuja ja nesteitä). Hiukkaset ovat elimiä, joilla on vähän sisäistä rakennetta ja joita käsitellään matemaattisina pisteinä klassisessa mekaniikassa.

Jäykät kappaleet ovat kooltaan ja muodoltaan, mutta säilyttävät yksinkertaisuuden lähellä hiukkasen ominaisuuksia ja voivat olla puolijäykkiä (elastisia, nestemäisiä). 

4- Nesteiden mekaniikka

Nestemekaniikka kuvaa nesteiden ja kaasujen virtausta. Fluididynamiikka on haara, josta osa-alat, kuten aerodynamiikka (ilman ja muiden kaasujen tutkiminen liikkeessä) ja hydrodynamiikka (liikkuvien nesteiden tutkimus), ovat haara..

Fluididynamiikkaa käytetään laajalti: lentokoneiden voimien ja momenttien laskemiseen, öljyputken massan määrittämiseen öljyputkistojen lisäksi sääolosuhteiden ennustamisen lisäksi, sumun puristamiseen. tähtienvälinen avaruus ja ydinfissiomallinnus.

Tämä haara tarjoaa systemaattisen rakenteen, joka kattaa virtausmittauksesta johdetut empiiriset ja puoliakysymiset lait ja joita käytetään käytännön ongelmien ratkaisemiseen.

Nesteen dynamiikan ongelman ratkaisu sisältää nesteen ominaisuuksien, kuten virtausnopeuden, paineen, tiheyden ja lämpötilan, sekä tilan ja ajan funktioiden laskennan..

5- Optiikka

Optiikka käsittelee näkyvän ja näkymättömän valon ja näön ominaisuuksia ja ilmiöitä. Tutki valon käyttäytymistä ja ominaisuuksia, mukaan lukien sen vuorovaikutukset aineen kanssa, ja rakentaa sopivia välineitä.

Kuvaile näkyvän, ultravioletti- ja infrapunavalon käyttäytymistä. Koska valo on sähkömagneettinen aalto, muilla sähkömagneettisella säteilyllä, kuten röntgensäteillä, mikroaalloilla ja radioaalloilla, on samanlaiset ominaisuudet.

Tämä haara on tärkeä monille niihin liittyville aloille, kuten tähtitiede, insinööri, valokuvaus ja lääketiede (oftalmologia ja optometria). Sen käytännön sovelluksia löytyy monista eri tekniikoista ja arjen kohteista, kuten peileistä, linsseistä, kaukoputkista, mikroskoopeista, lasereista ja kuituoptiikasta..

6- Termodynamiikka

Fysiikan haara, joka tutkii järjestelmän työn, lämmön ja energian vaikutuksia. Se syntyi 1800-luvulla höyrykoneen ulkoasulla. Siinä käsitellään vain havainnointia ja vastausta havaittavissa ja mitattavissa olevassa järjestelmässä.

Pienimuotoisia kaasun vuorovaikutuksia kuvataan kaasujen kinetiikkateoriassa. Menetelmät täydentävät toisiaan ja niitä selitetään termodynamiikalla tai kineettisellä teorialla.

Termodynamiikan lait ovat:

• Enthalpy-laki: yhdistää kineettisen ja potentiaalisen energian eri muodot järjestelmässä järjestelmän suorittaman työn kanssa sekä lämmönsiirron.
• Tämä johtaa toiseen lakiin ja toisen valtion muuttujan määritelmään entropian laki.
• nollalaki määrittelee termodynaamisen tasapainon suuressa mittakaavassa, lämpötilan vastakohtana molekyylien kineettiseen energiaan liittyvän pienen mittakaavan määrittelyyn.

Modernin fysiikan haarat

7- Kosmologia

Se on maailmankaikkeuden rakenteiden ja dynamiikan tutkimus suuremmalla mittakaavalla. Tutki sen alkuperää, rakennetta, kehitystä ja lopullista määränpäätä.

Kosmologia, tieteenä, joka on peräisin Copernicus-periaatteesta - taivaalliset ruumiit tottelevat fyysisiä lakeja, jotka ovat identtisiä maapallon ja Newtonin mekaniikan kanssa, mikä antoi meille mahdollisuuden ymmärtää näitä fyysisiä lakeja.

Fyysinen kosmologia alkoi vuonna 1915 kehittämällä Einsteinin yleistä suhteellisuusteoriaa, jota seurasi suuret havaintohavainnot 1920-luvulla. 

Merkittävä kehitys havainto kosmologiassa vuodesta 1990, mukaan lukien kosminen mikroaaltouuni tausta, kaukainen supernova ja galaksin punainen muutos tutkimukset, johti kehittää standardi malli kosmologia.

Tämä malli noudattaa universumissa olevien tumman aineen ja pimeiden energioiden suurten määrien sisältöä, jonka luonne ei ole vielä määritelty hyvin.. 

8- kvanttimekaniikka

Fysiikan haara, joka tutkii aineen ja valon käyttäytymistä atomi- ja subatomisessa mittakaavassa. Sen tavoitteena on kuvata ja selittää molekyylien ja atomien ja niiden komponenttien ominaisuudet: elektronit, protonit, neutronit ja muut esoteeriset hiukkaset, kuten kvarkit ja gluonit.

Näihin ominaisuuksiin kuuluvat hiukkasten vuorovaikutus toistensa kanssa ja sähkömagneettisen säteilyn (valo, röntgenkuvat ja gammasäteet) kanssa..

Useat tutkijat auttoivat luomaan kolme vallankumouksellista periaatetta, jotka saivat vähitellen hyväksynnän ja kokeellisen todentamisen vuosina 1900–1930.

• Määrälliset ominaisuudet. Asento, nopeus ja väri voivat joskus esiintyä vain tietyissä määrissä (esimerkiksi numeron napsauttaminen). Tämä on vastoin klassisen mekaniikan käsitettä, jossa sanotaan, että tällaisten ominaisuuksien on oltava tasaisessa ja jatkuvassa spektrissä. Voit kuvata ajatusta, että jotkut ominaisuudet napsauttavat, tutkijat loivat verbin määrällisesti. 
• Valon hiukkaset. Tiedemiehet kiistivät 200 vuoden kokeilut postuloimalla, että valo voi käyttäytyä hiukkasena eikä aina "kuin aallot / aallot järvessä"..
• Aallot. Aine voi myös käyttäytyä kuin aalto. Tämä osoitetaan 30 vuoden kokeilla, jotka väittävät, että aine (kuten elektronit) voi esiintyä hiukkasina.

9 - Suhteellisuus

Tämä teoria kattaa kaksi Albert Einsteinin teoriaa: erityinen suhteellisuus, joka koskee elementaarisia hiukkasia ja niiden vuorovaikutuksia, jotka kuvaavat kaikkia fyysisiä ilmiöitä paitsi gravitaatiota, ja yleistä suhteellisuutta, joka selittää gravitaation lakia ja sen suhdetta muihin voimiin. luonto.

Sitä sovelletaan kosmologiseen maailmaan, astrofysiikkaan ja tähtitieteen. Suhteellisuus muutti fysiikan ja tähtitieteen postulaatit 20-luvulla, 200 vuotta Newtonin teoriaa.

Esitetyt käsitteet, kuten avaruusaika yhtenäisenä kokonaisuutena, samanaikaisuuden, kinemaattisen ja gravitaation dilatatiivisuuden suhteellisuus sekä pituuden supistuminen.

Fysiikan alalla hän parani alkuainehiukkasten tiedettä ja niiden perustavanlaatuista vuorovaikutusta yhdessä ydinvoiman iän avaamisen kanssa.

Kosmologia ja astrofysiikka ennustivat poikkeuksellisia tähtitieteellisiä ilmiöitä, kuten neutronitähtiä, mustia reikiä ja gravitaatioaaltoja.

Tutkimusesimerkkejä kustakin haarasta

1- Akustiikka: UNAMin tutkimukset

UNAM: n luonnontieteellisen tiedekunnan fysiikan laitoksen akustinen laboratorio tekee erikoistuneita tutkimuksia akustisten ilmiöiden tutkimiseksi ja toteuttamiseksi..

Yleisimpiä kokeita ovat erilaiset mediat, joilla on erilaiset fyysiset rakenteet. Nämä välineet voivat olla nestemäisiä, tuulitunneleita tai yliäänisuihkun käyttöä.

Tutkimus, joka tällä hetkellä tapahtuu UNAM: ssä, on kitaran taajuusspektri sen mukaan, missä paikassa sitä soitetaan. Myös delfiinien lähettämiä akustisia signaaleja tutkitaan (Forgach, 2017).

2 - Sähkö ja magnetismi: magneettikenttien vaikutus biologisiin järjestelmiin

Francisco José Caldas District -yliopisto tekee tutkimusta magneettikenttien vaikutuksesta biologisiin järjestelmiin. Kaikki tämä, jotta voidaan tunnistaa kaikki aikaisemmat tutkimukset, jotka on tehty asiasta ja antaa uutta tietoa.

Tutkimukset osoittavat, että maapallon magneettikenttä on pysyvä ja dynaaminen, vaihtelevilla jaksoilla, joilla on sekä korkea että matala intensiteetti.

Myös he puhuvat lajeja, jotka riippuvat kokoonpanosta tämän magneettikentän suunnan, kuten mehiläiset, muurahaiset, lohi, valaat, hait, delfiinit, perhoset, kilpikonnia, mm (Fuentes, 2004).

3- Mekaniikka: ihmiskeho ja nollapaino

NASA: lla on yli 50 vuoden ajan edistynyt tutkimuksella nollapainon vaikutuksista ihmiskehoon.

Nämä tutkimukset ovat antaneet lukuisille astronauteille mahdollisuuden liikkua turvallisesti Kuuhun tai elää yli vuoden kansainvälisellä avaruusasemalla.

NASA tutkimus analysoi mekaaniset vaikutukset painottomassa on kehoon, jotta voidaan vähentää niitä ja varmistaa, että astronautit voidaan lähettää enemmän kaukaisissa paikoissa aurinkokunnan (Strickland & Crane, 2016).

4- Nesteiden mekaniikka: Leidenfrost-vaikutus

Leidenfrost-vaikutus on ilmiö, joka tapahtuu, kun nesteen tippa koskettaa kuumaa pintaa, joka on korkeampi kuin sen kiehumispiste.

Liègen yliopiston tohtoriopiskelijat luovat kokeilun, jossa selvitettiin painovoiman vaikutukset nesteen haihtumisaikaan ja tämän käyttäytymiseen mainitun prosessin aikana..

Pinta kuumennettiin ja kallistettiin aluksi tarvittaessa. Käytetyt vesipisarat seurattiin infrapunavalolla, aktivoimalla servomoottorit joka kerta, kun ne siirtyivät pois pinnan keskeltä (Investigación y ciencia, 2015).

5 - Optiikka: Ritterin havainnot

Johann Wilhelm Ritter oli saksalainen apteekki ja tutkija, joka teki lukuisia lääketieteellisiä ja tieteellisiä kokeita. Hänen merkittävimmistä optiikan alansa panoksista on ultraviolettivalon löytäminen.

Ritter tutkimuksen perustana löytö infrapunavalon William Herschel 1800, jolloin määritetään, että on olemassa ei-näkyvää valoa mahdollista ja kokeita hopeakloridia ja eri valonsäteet (Cool Cosmos, 2017).

6- Termodynamiikka: termodynaaminen aurinkoenergia Latinalaisessa Amerikassa

Tässä tutkimuksessa keskitytään vaihtoehtoisten energialähteiden, kuten aurinkoenergian, tutkimukseen, jossa aurinkoenergian termodynamiikka on kestävä energialähde sen tärkeimpänä etuna (Bernardelli, 201).

Tätä varten tutkimusasiakirja on jaettu viiteen luokkaan:

1 - Aurinkosäteily ja energian jakautuminen maan pinnalle.

2 - aurinkoenergian käyttö.

3. Aurinkoenergian käyttötapojen tausta ja kehitys.

4- Termodynaamiset asennukset ja tyypit.

5 - Tapaustutkimukset Brasiliassa, Chilessä ja Meksikossa.

7- Cosmology: Dark Energy Survey

Dark Energy Survey tai Dark Energy Survey oli vuonna 2015 tehty tieteellinen tutkimus, jonka päätarkoituksena oli mitata maailmankaikkeuden laajamittaista rakennetta.

Tämän tutkimuksen avulla spektri avattiin lukuisille kosmologisille tutkimuksille, joiden tarkoituksena on määrittää nykyisessä universumissa esiintyvän pimeän aineen määrä ja sen jakautuminen.

Toisaalta DES: n heittämät tulokset vastustavat perinteisiä kosmoksen teorioita, jotka on myönnetty Euroopan avaruusjärjestön rahoittaman Planck-avaruusoperaation jälkeen..

Tämä tutkimus vahvisti teorian, että maailmankaikkeus koostuu tällä hetkellä 26% pimeästä aineesta.

Lisäksi kehitettiin paikannuskarttoja, joissa mitattiin tarkasti 26 miljoonan kaukaisen galaksin rakennetta (Bernardo, 2017).

8- kvanttimekaniikka: informaatioteoria ja kvanttityö

Tutkimuksen tarkoituksena on tutkia kahta uutta tieteenalaa, kuten informaatiota ja kvanttitietojenkäsittelyä. Molemmat teoriat ovat keskeisiä televiestintä- ja tietojenkäsittelylaitteiden edistämisessä.

Tässä tutkimuksessa arvioidaan nykytilaa kvanttilaskentaa tukemana edistymistä Quantum Computing Group (ryhmä Quantum laskentaintensiivisiin GQC) (Lopez), laitos omistettu puheita ja tuottaa tietoa aiheesta, perustuu ensimmäiseen Turing oletettu tietokoneen.

9- Suhteellisuus: Icarus-kokeilu

Italialainen Gran Sasso -laboratoriossa tehty Icarus-kokeellinen tutkimus toi tieteen maailmalle rauhan varmistamalla, että Einsteinin suhteellisuusteoria on totta.

Tutkimuksessa mitattiin Euroopan ydintutkimuskeskuksen (CERN) antaman seitsemän neutrinosauman nopeutta, joiden valonsäde osoitti, että neutriinot eivät ylitä valon nopeutta, kuten saman laboratorion aikaisemmassa kokeessa oli tehty..

Nämä tulokset olivat ristiriidassa CERNin aikaisemmissa kokeissa saatujen tulosten kanssa, jotka aikaisempina vuosina olivat päättäneet, että neutriinat kulkivat 730 kilometriä nopeammin kuin valo..

Ilmeisesti CERNin aiemmin tekemä johtopäätös johtui huonosta GPS-yhteydestä kokeilun aikana (El tiempo, 2012).

viittaukset

1. Miten klassinen fysiikka eroaa modernista fysiikasta? Haettu osoitteesta reference.com.
2. Sähkö ja magnetismi. Maantieteen maailma. Copyright 2003, The Gale Group, Inc. Haettu osoitteesta encyclopedia.com.
3. Mekaniikka. Haettu osoitteesta wikipedia.org.
4. Fluid Dinamics. Haettu osoitteesta wikipedia.org.
5. Optiikka. Määritelmä. Haettu sanakirjasta.fi.
6. Optiikka. McGraw-Hill Encyclopedia of Science and Technology (5. painos). McGraw-Hill. 1993.
7. Optiikka. Haettu osoitteesta wikipedia.org.
8. Mikä on termodynamiikka? Palautettu grc.nasa.gov.
9. Einstein A. (1916). Suhteellisuus: erityis ja yleinen teoria. Haettu osoitteesta wikipedia.org.
10. Will, Clifford M (2010). "Suhteellisuusteoria". Grolier Multimedia Encyclopedia. Haettu osoitteesta wikipedia.org.
11. Mikä on todiste Big Bangille? Palautettu astro.ucla.edussa.
12. Planck paljastaa ja lähes täydellisen maailmankaikkeuden. Palautettu tuossa.