Поделиться:
9 отраслей классической и современной физики
Среди отрасли классической и современной физики мы можем выделить акустику, оптику или механику в самой примитивной области, а также космологию, квантовую механику или относительность в самых последних приложениях.
Классическая физика описывает теории, разработанные до 1900 года, а современная физика - события, которые произошли после 1900 года. Классическая физика имеет дело с веществом и энергией в макроуровне, не вдаваясь в более сложные квантовые исследования. современной физики.
Макс Планк, один из самых важных ученых в истории, отметил конец классической физики и начало современной физики с квантовой механикой.
Отрасли классической физики
1- Акустика
Ухо - это в основном биологический инструмент для восприятия определенных волновых колебаний и их интерпретации как звука..
Акустика, которая занимается изучением звука (механические волны в газах, жидкостях и твердых телах), связана с производством, управлением, передачей, приемом и воздействием звука..
Акустические технологии включают в себя музыку, изучение геологических, атмосферных и подводных явлений..
Психоакустика изучает физические эффекты звука в биологических системах, присутствующие с тех пор, как Пифагор впервые услышал звуки вибрирующих струн и молотков, поразившие наковальни в шестом веке до нашей эры. C. Но самое впечатляющее развитие в медицине, это ультразвуковая технология.
2- Электричество и магнетизм
Электричество и магнетизм происходят из одной электромагнитной силы. Электромагнетизм является отраслью физической науки, которая описывает взаимодействие электричества и магнетизма..
Магнитное поле создается электрическим током в движении, и магнитное поле может вызывать движение зарядов (электрический ток). Правила электромагнетизма также объясняют геомагнитные и электромагнитные явления, описывая, как заряженные частицы атомов взаимодействуют.
Раньше электромагнетизм испытывался на основе воздействия молнии и электромагнитного излучения как светового эффекта..
Долгое время магнетизм использовался как фундаментальный инструмент для навигации, управляемой компасом..
Явление электрических зарядов в состоянии покоя было обнаружено древними римлянами, которые наблюдали за тем, как натертый гребень притягивал частицы. В контексте положительных и отрицательных зарядов одинаковые заряды отталкивают друг друга, а разные притягивают друг друга.
Вам может быть интересно узнать больше об этой теме, открыв 8 типов электромагнитных волн и их характеристики.
3- Механика
Это связано с поведением физических тел при воздействии сил или перемещений и последующим воздействием тел на окружающую среду..
На заре модернизма ученые Джаям, Галилей, Кеплер и Ньютон заложили основы для того, что теперь известно как классическая механика.
Эта субдисциплина касается движения сил на объектах и частицах, которые находятся в состоянии покоя или движутся со скоростью, значительно меньшей, чем скорость света. Механика описывает природу тел.
Термин «тело» включает частицы, снаряды, космические корабли, звезды, части машин, части твердых тел, части жидкостей (газов и жидкостей). Частицы - это тела с небольшой внутренней структурой, которые рассматриваются как математические точки в классической механике..
Жесткие тела имеют размер и форму, но сохраняют простоту, близкую к частице, и могут быть полужесткими (упругими, текучими)..
4- Механика жидкостей
Механика жидкости описывает поток жидкостей и газов. Гидродинамика - это отрасль, из которой возникают такие дисциплины, как аэродинамика (изучение движения воздуха и других газов) и гидродинамика (изучение движущихся жидкостей)..
Жидкостная динамика широко применяется: для расчета сил и моментов в самолетах, определения массы жидкого флюида через нефтепроводы, помимо прогнозирования погодных условий, сжатия туманностей в межзвездное пространство и моделирование деления ядер.
Эта ветвь предлагает систематическую структуру, которая включает в себя эмпирические и полуэмпирические законы, полученные из измерения потока и используемые для решения практических задач..
Решение задачи динамики жидкости включает в себя расчет свойств жидкости, таких как скорость потока, давление, плотность и температура, а также функции пространства и времени..
5- Оптика
Оптика имеет дело со свойствами и явлениями видимого и невидимого света и зрения. Изучите поведение и свойства света, включая его взаимодействие с веществом, в дополнение к созданию соответствующих инструментов.
Опишите поведение видимого, ультрафиолетового и инфракрасного света. Поскольку свет представляет собой электромагнитную волну, другие формы электромагнитного излучения, такие как рентгеновские лучи, микроволны и радиоволны, имеют сходные свойства.
Эта отрасль актуальна для многих смежных дисциплин, таких как астрономия, инженерия, фотография и медицина (офтальмология и оптометрия). Его практическое применение находит применение в различных технологиях и предметах повседневного обихода, включая зеркала, линзы, телескопы, микроскопы, лазеры и оптоволокно..
6- Термодинамика
Раздел физики, который изучает влияние работы, тепла и энергии системы. Он родился в 19 веке с появлением парового двигателя. Он имеет дело только с наблюдением и реакцией в большом масштабе наблюдаемой и измеримой системы..
Мелкомасштабные газовые взаимодействия описываются кинетической теорией газов. Методы дополняют друг друга и объясняются в терминах термодинамики или кинетической теории..
Законы термодинамики:
- Закон энтальпии: связывает различные формы кинетической и потенциальной энергии в системе с работой, которую система может выполнять, плюс теплообмен.
- Это приводит ко второму закону, и определение другой переменной состояния называется закон энтропии.
- нулевой закон определяет термодинамическое равновесие в крупном масштабе, температуры, в отличие от мелкомасштабного определения, связанного с кинетической энергией молекул.
Отрасли современной физики
7- Космология
Это изучение структур и динамики Вселенной в более широком масштабе. Изучите его происхождение, структуру, эволюцию и конечный пункт назначения.
Космология, как наука, зародилась по принципу Коперника - небесные тела подчиняются физическим законам, идентичным законам Земли, - и ньютоновской механике, которая позволила нам понять эти физические законы..
Физическая космология началась в 1915 году с разработки общей теории относительности Эйнштейна, за которой последовали крупные открытия в 1920-х годах..
Драматические достижения в области наблюдательной космологии с 1990-х годов, включая космический микроволновый фон, далекие сверхновые и галактические исследования красного смещения, привели к разработке стандартной модели космологии.
Эта модель придерживается содержания большого количества темной материи и темных энергий, содержащихся во вселенной, природа которой еще не до конца определена..
8- Квантовая механика
Раздел физики, изучающий поведение вещества и света в атомном и субатомном масштабе. Его цель - описать и объяснить свойства молекул, атомов и их компонентов: электронов, протонов, нейтронов и других более эзотерических частиц, таких как кварки и глюоны..
Эти свойства включают в себя взаимодействие частиц друг с другом и с электромагнитным излучением (свет, рентгеновские лучи и гамма-лучи).
Многочисленные ученые способствовали установлению трех революционных принципов, которые постепенно получили признание и экспериментальную проверку между 1900 и 1930 годами..
- Количественные свойства. Положение, скорость и цвет могут иногда встречаться только в определенных количествах (например, число щелчков по номеру). Это противоречит концепции классической механики, которая говорит, что такие свойства должны существовать в плоском и непрерывном спектре. Чтобы описать идею, что некоторые свойства щелкают, ученые придумали глагол количественно.
- Частицы света. Ученые опровергли 200-летние эксперименты, утверждая, что свет может вести себя как частица и не всегда "как волны / волны в озере".
- Волны материи. Материя также может вести себя как волна. Это продемонстрировано 30-летними экспериментами, которые утверждают, что вещество (например, электроны) может существовать в виде частиц.
9- Относительность
Эта теория охватывает две теории Альберта Эйнштейна: специальная теория относительности, которая применяется к элементарным частицам и их взаимодействиям - описывающая все физические явления, кроме гравитации, - и общая теория относительности, которая объясняет закон гравитации и его связь с другими силами природа.
Это относится к космологической сфере, астрофизике и астрономии. Относительность преобразовала постулаты физики и астрономии в 20-м веке, изгнав 200-летнюю теорию Ньютона.
Введены такие понятия, как пространство-время как единое целое, относительность одновременности, кинематическое и гравитационное расширение времени и сокращение длины.
В области физики он усовершенствовал науку об элементарных частицах и их фундаментальных взаимодействиях вместе с открытием ядерного века.
Космология и астрофизика предсказали необычные астрономические явления, такие как нейтронные звезды, черные дыры и гравитационные волны.
Примеры исследований каждой отрасли
1- Акустика: исследования УНАМ
Лаборатория акустики физического факультета факультета наук УНАМ проводит специализированные исследования по разработке и внедрению методик изучения акустических явлений..
Наиболее распространенные эксперименты включают различные среды с различными физическими структурами. Этими средствами могут быть жидкости, аэродинамические трубы или использование сверхзвуковой струи..
В настоящее время в УНАМ проводится расследование частотного спектра гитары в зависимости от места ее игры. Акустические сигналы, испускаемые дельфинами, также изучаются (Forgach, 2017).
2- Электричество и магнетизм: влияние магнитных полей в биологических системах
Районный университет имени Франциско Хосе Калдаса проводит исследования влияния магнитных полей в биологических системах. Все это для того, чтобы выявить все предыдущие исследования, которые были проведены по этому вопросу, и выдать новые знания.
Исследования показывают, что магнитное поле Земли является постоянным и динамичным, с чередующимися периодами как высокой, так и низкой интенсивности..
Они также говорят о видах, которые зависят от конфигурации этого магнитного поля для ориентирования, таких как пчелы, муравьи, лосось, киты, акулы, дельфины, бабочки, черепахи и другие (Fuentes, 2004)..
3- Механика: человеческое тело и невесомость
На протяжении более 50 лет НАСА продвигает исследования влияния невесомости на организм человека..
Эти исследования позволили многочисленным астронавтам безопасно передвигаться по Луне или прожить на Международной космической станции более года..
Исследования НАСА анализируют механическое воздействие, которое невесомость оказывает на организм, с целью уменьшения их и обеспечения того, чтобы астронавтов можно было отправлять в более отдаленные места в солнечной системе (Strickland & Crane, 2016).
4- Механика жидкостей: эффект Лейденфроста
Эффект Лейденфроста - это явление, возникающее, когда капля жидкости касается горячей поверхности при температуре, превышающей ее температуру кипения..
Докторанты Университета Льежа создали эксперимент, чтобы узнать влияние гравитации на время испарения жидкости и поведение этого во время указанного процесса.
Поверхность изначально нагревалась и наклонялась при необходимости. Используемые капли воды отслеживались с помощью инфракрасного света, активируя серводвигатели каждый раз, когда они удалялись от центра поверхности (Investigación y ciencia, 2015).
5- Оптика: наблюдения Риттера
Иоганн Вильгельм Риттер был немецким фармацевтом и ученым, который провел множество медицинских и научных экспериментов. Среди его наиболее заметных вкладов в области оптики открытие ультрафиолетового света.
Риттер основал свои исследования на открытии инфракрасного света Уильямом Гершелем в 1800 году, определив таким образом, что существование невидимых источников света было возможно, и проводя эксперименты с хлоридом серебра и различными световыми лучами (Cool Cosmos, 2017).
6- Термодинамика: термодинамическая солнечная энергия в Латинской Америке
Это исследование сосредоточено на изучении альтернативных источников энергии и тепла, таких как солнечная энергия, с термодинамическим проецированием солнечной энергии в качестве устойчивого источника энергии в качестве его основного интереса (Бернарделли, 201).
Для этого учебный документ делится на пять категорий:
1- Солнечная радиация и распределение энергии на поверхности земли.
2- Использование солнечной энергии.
3- Предпосылки и эволюция использования солнечной энергии.
4- Термодинамические установки и типы.
5- Тематические исследования в Бразилии, Чили и Мексике.
7- Космология: обзор темной энергии
«Обзор темной энергии», или «Обзор темной энергии», был научным исследованием, проведенным в 2015 году, основной целью которого было измерение крупномасштабной структуры вселенной..
Благодаря этим исследованиям спектр был открыт для многочисленных космологических исследований, целью которых является определение количества темной материи, присутствующей в текущей вселенной, и ее распределения..
С другой стороны, результаты, выдвинутые DES, противоречат традиционным теориям о космосе, выпущенным после космической миссии Планка, финансируемой Европейским космическим агентством..
Это исследование подтвердило теорию, что Вселенная в настоящее время состоит из 26% темной материи..
Были также разработаны карты позиционирования, которые точно измеряли структуру 26 миллионов отдаленных галактик (Бернардо, 2017).
8- Квантовая механика: теория информации и квантовые вычисления
Это исследование направлено на изучение двух новых областей науки, таких как информация и квантовые вычисления. Обе теории являются основополагающими для развития телекоммуникаций и устройств обработки информации..
В этом исследовании представлено текущее состояние квантовых вычислений, подкрепленное достижениями, достигнутыми Группой квантовых вычислений (GQC) (Лопес), учреждением, посвященным беседам и генерированию знаний по этому предмету на основе первых Постулаты Тьюринга о вычислениях.
9- Относительность: эксперимент Икара
Экспериментальные исследования Икара, проведенные в лаборатории Гран-Сассо в Италии, принесли спокойствие в научный мир, убедившись, что теория относительности Эйнштейна верна.
Это исследование измерило скорость семи нейтрино с пучком света, предоставленным Европейским центром ядерных исследований (ЦЕРН), и пришло к выводу, что нейтрино не превышают скорость света, как это было сделано в прошлом эксперименте той же лаборатории..
Эти результаты были противоположны результатам, полученным в предыдущих экспериментах ЦЕРН, который в предыдущие годы пришел к выводу, что нейтрино путешествовали на 730 километров быстрее света.
По-видимому, ранее сделанный ЦЕРН вывод был сделан из-за плохой связи GPS во время эксперимента (El tiempo, 2012).
ссылки
- Чем классическая физика отличается от современной физики? Получено на reference.com.
- Электричество и магнетизм. Мир Науки о Земле. Copyright 2003, The Gale Group, Inc. Получено с веб-сайта encyclopedia.com.
- Механика. Получено на wikipedia.org.
- Жидкая динамика. Получено на wikipedia.org.
- Оптика. Определение. Получено на dictionary.com.
- Оптика. МакГроу-Хилл Энциклопедия науки и техники (5-е изд.). McGraw-Hill. 1993.
- Оптика. Получено на wikipedia.org.
- Что такое термодинамика? Восстановлено на grc.nasa.gov.
- Эйнштейн А. (1916). Относительность: специальная и общая теория. Получено на wikipedia.org.
- Уилл, Клиффорд М (2010). «Теория относительности». Мультимедийная энциклопедия Grolier. Получено на wikipedia.org.
- Что является доказательством Большого взрыва? Восстановлено в astro.ucla.edu.
- Планка раскрывает и почти идеальную вселенную. Восстановлено в том.int.