Vi forklarer, hvad fysik er, og de fire grundlæggende domæner, den er opdelt i. Også deres interesser og forskellige studieretninger.
Hvad er fysik?
Fysik, fra græsk fysik ("Naturen"), er naturvidenskab der studerer gennem grundlæggende love Energi, det stof, det vejr og plads, det vil sige selve universet.
Fysik er en af de mest akademiske discipliner gammel, hvis rødder går tilbage til civilisationens begyndelse, da mennesket begyndte at forsøge at forstå de kræfter, der regerede verden omkring ham.
Det er en disciplin både teoretisk (beskriver universets love) og eksperimentel (omsættes i praksis hypotese vedrørende nævnte love), og overholder den verifikations- og legitimeringsmodel, der fremmes af videnskabelig metode. Det er en af de Videnskaber grundlæggende eller centrale principper, der eksisterer, og inden for deres fagområde kemi, biologi og elektronik, blandt andet.
Oprindeligt var fysik en del, som så mange andre videnskaber, af filosofi eller antikkens naturfilosofi, men fra den Videnskabelig revolution Det syttende århundrede opstod som et selvstændigt felt, interesseret i de grundlæggende love i virkelighed og ved hjælp af formelt sprog af matematik at udtrykke dem. På nuværende tidspunkt er fysik dog en af de discipliner, der bidrager mest til forandringen af det videnskabelige, industrielle og teknologiske paradigme.
Fysik, som vi kender den i dag, er beskrevet af fire teoretiske rammer, der afhænger af størrelsen af det undersøgte stof og hastigheden af dets bevægelse. Disse er:
- Klassisk mekanik. Den beskæftiger sig med mærkbare bevægelser i makroskopiske legemer, hvis hastigheder er meget små sammenlignet med lysets hastighed.
- Relativistisk mekanik. Baseret på den teoretiske udvikling af Albert Einstein i det 20. århundrede, ligner den det klassiske i sin deterministiske karakter. Den relativistiske mekanik beskriver imidlertid fænomener, der falder inden for rammerne af den særlige relativitetsteori, som beskriver adfærden hos kroppe, der bevæger sig med hastigheder tæt på lys; og fra den generelle relativitetsteori, som er en teoretisk formulering for gravitationsfeltet (tyngdekraft).
- Kvantemekanik. Den studerer meget små systemer, som f.eks atomer og elementarpartikler. Beskriv deres interaktioner ved hjælp af de tre kræfter der hersker på disse skalaer: den stærke, svage og elektromagnetiske kraft.
- Kvantefeltteori. Det er en matematisk formalisme at beskrive kvantemekanik behandle partikler som felter. Det er meget nyttigt, for eksempel, når man studerer det elektromagnetiske felt. I kvantemekanikken beskrives det elektromagnetiske felt som et sæt af partikler elementaler kaldet fotoner. Kvantefeltteori behandler det på den anden side som et kontinuerligt feltsystem.
Hvad studerer fysik?
Tyngdekraften er en tiltrækningskraft mellem to eller flere legemer.
Fysik beskæftiger sig med de grundlæggende love for univers, altså at forstå og beskrive den mekanik, som universet fungerer med. Disse love er beskrevet af fire grundlæggende interaktioner:
- Tyngdekraft. Tiltrækningskraften mellem to eller flere massive legemer (som har masse). Jo mere massive kroppene er, jo mere intens er kraften og jo mere vidtrækkende har den sin virkning.
- Elektromagnetisme. Den tiltrækkende eller frastødende kraft, der viser sig mellem elektrisk ladede partikler.
- Svage atomkræfter. Også kaldet svag interaktion, det er en kraft, der eksisterer mellem fundamentale partikler, er af meget kort rækkevidde og er ansvarlig for atomare henfald og radioaktivitet.
- Stærke atomkræfter. Det er en tiltrækningskraft, der holder neutroner og protoner i kernen af atomet, overvinde den elektromagnetiske frastødning mellem sidstnævnte (positivt ladet).
Fysikkens grene
- Akustik. Undersøg karakteren af lyd: dens udbredelse, dens oprindelse, dens højde.
- Astrofysik. Studer stjerner (dets egenskaber, oprindelse, evolution) gennem fysikkens love.
- Biofysik. Studer de fysiske love, der styrer biologiske fænomener og alle fysiske tilstande levende væsner.
- Elektromagnetisme. Undersøg de elektriske og magnetiske fænomener stof og fra markerne af magnetisk energi der findes i rummet.
- Kernefysik. Undersøg opførsel og egenskaber af atomkerner.
- Solid mekanik. Det studerer hovedsageligt bevægelsen af faste legemer.
- Væskemekanik. Studer væskers dynamik: væsker og gasser.
- Optik. Undersøg lys og de fænomener, der er forbundet med det: dets natur, dets udbredelse, dets egenskaber osv.
- Termodynamik. Studer varme og det arbejde, det producerer.
- Kosmologi. Studer universets oprindelse og de love, der styrer det.
- Kvantemekanik. Studer de fundamentale partikler af stof, det vil sige atomer og subatomære partikler.
Hvad er kemi?
Kemi er en disciplin, der præsenterer berøringspunkter med fysik, især i dens interesse for emnet. Denne disciplin studerer stoffets sammensætning og struktur, og de reaktioner, der opstår mellem forskellige stoffer eller i nærvær af varme eller andre former for energi.