DIE 13 ZWEIGE DER KLASSISCHEN UND MODERNEN PHYSIK - KÖRPERLICH - 2025

Unter den Zweigen der klassischen und modernen Physik können wir Akustik, Optik oder Mechanik im primitivsten Bereich und Kosmologie, Quantenmechanik oder Relativitätstheorie in neueren Anwendungen hervorheben.

Die klassische Physik beschreibt Theorien, die vor 1900 entwickelt wurden, und die moderne Physik die Ereignisse, die nach 1900 auftraten. Die klassische Physik befasst sich auf Materie und Energie auf Makroebene, ohne sich mit den komplexeren Untersuchungen von Quanten zu befassen. der modernen Physik.

Max Planck, einer der wichtigsten Wissenschaftler der Geschichte, markierte mit der Quantenmechanik das Ende der klassischen Physik und den Beginn der modernen Physik.

Zweige der klassischen Physik

1- Akustik

Das Ohr ist das biologische Instrument schlechthin, um bestimmte Wellenschwingungen zu empfangen und als Schall zu interpretieren.

Die Akustik, die sich mit der Untersuchung von Schall (mechanische Wellen in Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen) befasst, bezieht sich auf die Erzeugung, Steuerung, Übertragung, den Empfang und die Auswirkungen von Schall.

Die akustische Technologie umfasst Musik, die Untersuchung geologischer, atmosphärischer und Unterwasserphänomene.

Die Psychoakustik untersucht die physikalischen Auswirkungen von Schall auf biologische Systeme, seit Pythagoras im 6. Jahrhundert v. Chr. Zum ersten Mal die Geräusche vibrierender Saiten und Hämmer hörte, die auf Ambosse schlugen. Die schockierendste Entwicklung in der Medizin ist jedoch die Ultraschalltechnologie.

2- Elektrizität und Magnetismus

Elektrizität und Magnetismus kommen von einer einzigen elektromagnetischen Kraft. Elektromagnetismus ist ein Zweig der Physik, der die Wechselwirkungen von Elektrizität und Magnetismus beschreibt.

Das Magnetfeld wird durch einen sich bewegenden elektrischen Strom erzeugt und ein Magnetfeld kann die Bewegung von Ladungen (elektrischer Strom) induzieren. Die Regeln des Elektromagnetismus erklären auch geomagnetische und elektromagnetische Phänomene und beschreiben, wie geladene Teilchen von Atomen interagieren.

Früher wurde Elektromagnetismus aufgrund der Auswirkungen von Blitzschlag und elektromagnetischer Strahlung als Lichteffekt erlebt.

Magnetismus wird seit langem als grundlegendes Instrument für die kompassgesteuerte Navigation verwendet.

Das Phänomen der elektrischen Ladung in Ruhe wurde von den alten Römern entdeckt, die beobachteten, wie ein geriebener Kamm Partikel anzog. Im Zusammenhang mit positiven und negativen Ladungen, wie Ladungen abstoßen und unterschiedliche Ladungen anziehen.

Vielleicht möchten Sie mehr über dieses Thema erfahren, indem Sie die 8 Arten elektromagnetischer Wellen und ihre Eigenschaften entdecken.

3- Mechanik

Es hängt mit dem Verhalten physischer Körper zusammen, wenn sie Kräften oder Verschiebungen ausgesetzt sind, und den nachfolgenden Auswirkungen der Körper in ihrer Umgebung.

Zu Beginn der Moderne legten die Wissenschaftler Jayam, Galileo, Kepler und Newton den Grundstein für die heutige klassische Mechanik.

Diese Unterdisziplin befasst sich mit der Bewegung von Kräften auf Objekte und Partikel, die sich in Ruhe befinden oder sich mit einer Geschwindigkeit bewegen, die wesentlich langsamer ist als die des Lichts. Die Mechanik beschreibt die Natur von Körpern.

Der Begriff Körper umfasst Partikel, Projektile, Raumschiffe, Sterne, Maschinenteile, Feststoffteile, Flüssigkeitsteile (Gase und Flüssigkeiten). Teilchen sind Körper mit geringer innerer Struktur, die in der klassischen Mechanik als mathematische Punkte behandelt werden.

Starre Körper haben Größe und Form, behalten jedoch eine Einfachheit nahe der des Partikels bei und können halbstarr (elastisch, flüssig) sein.

4- Strömungsmechanik

Die Strömungsmechanik beschreibt den Fluss von Flüssigkeiten und Gasen. Die Fluiddynamik ist der Zweig, aus dem Subdisziplinen wie Aerodynamik (Untersuchung von Luft und anderen in Bewegung befindlichen Gasen) und Hydrodynamik (Untersuchung von in Bewegung befindlichen Flüssigkeiten) hervorgehen.

Die Fluiddynamik ist weit verbreitet: Für die Berechnung von Kräften und Momenten in Flugzeugen, die Bestimmung der Masse der Erdölflüssigkeit durch die Pipelines, zusätzlich zur Vorhersage von Wettermustern, die Kompression von Nebeln in der Modellierung des interstellaren Weltraums und der Spaltung von Atomwaffen.

Dieser Zweig bietet eine systematische Struktur, die empirische und semi-empirische Gesetze umfasst, die aus der Durchflussmessung abgeleitet und zur Lösung praktischer Probleme verwendet werden.

Die Lösung eines Fluiddynamikproblems besteht in der Berechnung von Fluideigenschaften wie Strömungsgeschwindigkeit, Druck, Dichte und Temperatur sowie Funktionen von Raum und Zeit.

5- Optik

Die Optik befasst sich mit den Eigenschaften und Phänomenen von sichtbarem und unsichtbarem Licht und Sehen. Untersuchen Sie das Verhalten und die Eigenschaften von Licht, einschließlich seiner Wechselwirkungen mit Materie, und bauen Sie geeignete Instrumente.

Beschreibt das Verhalten von sichtbarem, ultraviolettem und infrarotem Licht. Da Licht eine elektromagnetische Welle ist, haben andere Formen elektromagnetischer Strahlung wie Röntgenstrahlen, Mikrowellen und Radiowellen ähnliche Eigenschaften.

Dieser Zweig ist für viele verwandte Disziplinen wie Astronomie, Ingenieurwesen, Fotografie und Medizin (Augenheilkunde und Optometrie) relevant. Seine praktischen Anwendungen finden sich in einer Vielzahl von Alltagsgegenständen und Technologien, einschließlich Spiegeln, Linsen, Teleskopen, Mikroskopen, Lasern und Glasfasern.

6- Thermodynamik

Zweig der Physik, der die Auswirkungen von Arbeit, Wärme und Energie in einem System untersucht. Es wurde im 19. Jahrhundert mit dem Aussehen der Dampfmaschine geboren. Es geht nur um die groß angelegte Beobachtung und Reaktion eines beobachtbaren und messbaren Systems.

Gaswechselwirkungen im kleinen Maßstab werden durch die kinetische Theorie der Gase beschrieben. Die Methoden ergänzen sich und werden thermodynamisch oder kinetisch erklärt.

Die Gesetze der Thermodynamik sind:

• Enthalpiegesetz : Bezieht die verschiedenen Formen der kinetischen und potentiellen Energie in einem System auf die Arbeit, die das System leisten kann, sowie auf die Wärmeübertragung.
• Dies führt zum zweiten Gesetz und zur Definition einer anderen Zustandsvariablen, die als Entropiegesetz bezeichnet wird .
• Das nullte Gesetz definiert das thermodynamische Gleichgewicht der Temperatur im großen Maßstab im Gegensatz zur Definition im kleinen Maßstab, die sich auf die kinetische Energie von Molekülen bezieht.

Zweige der modernen Physik

7- Kosmologie

Es ist das Studium der Strukturen und der Dynamik des Universums in größerem Maßstab. Untersuchen Sie den Ursprung, die Struktur, die Entwicklung und das endgültige Ziel.

Die Kosmologie als Wissenschaft entstand aus dem Copernicus-Prinzip - Himmelskörper gehorchen physikalischen Gesetzen, die mit denen der Erde identisch sind - und der Newtonschen Mechanik, die es uns ermöglichte, diese physikalischen Gesetze zu verstehen.

Die physikalische Kosmologie begann 1915 mit der Entwicklung von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie, gefolgt von großen Beobachtungsentdeckungen in den 1920er Jahren.

Dramatische Fortschritte in der Beobachtungskosmologie seit den 1990er Jahren, einschließlich des kosmischen Mikrowellenhintergrunds, entfernter Supernovae und Rotverschiebungsaufstände der Galaxie, führten zur Entwicklung eines Standardmodells der Kosmologie.

Dieses Modell hält sich an den Inhalt großer Mengen dunkler Materie und dunkler Energien im Universum, dessen Natur noch nicht genau definiert ist.

8- Quantenmechanik

Zweig der Physik, der das Verhalten von Materie und Licht auf atomarer und subatomarer Ebene untersucht. Ziel ist es, die Eigenschaften von Molekülen und Atomen sowie deren Komponenten zu beschreiben und zu erklären: Elektronen, Protonen, Neutronen und andere esoterischere Teilchen wie Quarks und Gluonen.

Diese Eigenschaften umfassen die Wechselwirkungen der Partikel untereinander und mit elektromagnetischer Strahlung (Licht, Röntgenstrahlen und Gammastrahlen).

Mehrere Wissenschaftler trugen zur Etablierung von drei revolutionären Prinzipien bei, die zwischen 1900 und 1930 allmählich Akzeptanz und experimentelle Verifikation fanden.

• Quantifizierte Eigenschaften . Position, Geschwindigkeit und Farbe können manchmal nur in bestimmten Mengen auftreten (z. B. durch Klicken auf Nummer für Nummer). Dies steht im Gegensatz zum Konzept der klassischen Mechanik, wonach solche Eigenschaften in einem flachen, kontinuierlichen Spektrum existieren müssen. Um die Idee zu beschreiben, dass einige Eigenschaften klicken, haben Wissenschaftler das Verb quantify geprägt.
• Lichtteilchen . Die Wissenschaftler widerlegten 200 Jahre Experimente, indem sie postulierten, dass sich Licht wie ein Teilchen verhalten kann und nicht immer "wie Wellen / Wellen in einem See".
• Wellen der Materie . Materie kann sich auch wie eine Welle verhalten. Dies wird durch 30 Jahre Experimente demonstriert, die bestätigen, dass Materie (wie Elektronen) als Teilchen existieren kann.

9- Relativitätstheorie

Diese Theorie umfasst zwei Theorien von Albert Einstein: die spezielle Relativitätstheorie, die für Elementarteilchen und ihre Wechselwirkungen gilt und alle physikalischen Phänomene außer der Schwerkraft beschreibt, und die allgemeine Relativitätstheorie, die das Gravitationsgesetz und seine Beziehung zu anderen Kräften von erklärt Natur.

Es gilt für den Bereich der Kosmologie, Astrophysik und Astronomie. Die Relativitätstheorie veränderte die Postulate der Physik und Astronomie im 20. Jahrhundert und verbannte 200 Jahre Newtonsche Theorie.

Er führte Konzepte wie die Raumzeit als einheitliche Einheit, die Gleichzeitigkeit der Gleichzeitigkeit, die kinematische und gravitative Ausdehnung der Zeit und die Längenkontraktion ein.

Auf dem Gebiet der Physik verbesserte er die Wissenschaft der Elementarteilchen und ihre grundlegenden Wechselwirkungen sowie die Einleitung des Atomzeitalters.

Kosmologie und Astrophysik sagten außergewöhnliche astronomische Phänomene wie Neutronensterne, Schwarze Löcher und Gravitationswellen voraus.

10-Kernphysik

Es ist ein Gebiet der Physik, das den Atomkern, seine Wechselwirkungen mit anderen Atomen und Teilchen und seine Bestandteile untersucht.

11-Biophysik

Formal ist es ein Zweig der Biologie, obwohl es eng mit der Physik verbunden ist, da es Biologie mit physikalischen Prinzipien und Methoden studiert.

12-Astrophysik

Formal ist es ein Zweig der Astronomie, obwohl eng mit der Physik verwandt, da es die Physik der Sterne, ihre Zusammensetzung, Entwicklung und Struktur untersucht.

13-Geophysik

Es ist ein Zweig der Geographie, obwohl es eng mit der Physik verwandt ist, da es die Erde mit den Methoden und Prinzipien der Physik untersucht.

Forschungsbeispiele aus jeder Branche

1- Akustik: UNAM-Forschung

Das Akustiklabor des Fachbereichs Physik der Fakultät für Naturwissenschaften der UNAM führt spezielle Forschungen zur Entwicklung und Implementierung von Techniken durch, mit denen sich akustische Phänomene untersuchen lassen.

Die häufigsten Experimente umfassen verschiedene Medien mit unterschiedlichen physikalischen Strukturen. Diese Medien können Flüssigkeiten, Windkanäle oder die Verwendung eines Überschallstrahls sein.

Eine Untersuchung, die derzeit an der UNAM stattfindet, ist das Frequenzspektrum einer Gitarre, je nachdem, wo sie angeschlagen wird. Die von Delfinen emittierten akustischen Signale werden ebenfalls untersucht (Forgach, 2017).

2- Elektrizität und Magnetismus: Wirkung von Magnetfeldern in biologischen Systemen

Die Francisco José Caldas District University erforscht die Wirkung von Magnetfeldern auf biologische Systeme. All dies, um alle bisherigen Forschungsarbeiten zu diesem Thema zu identifizieren und neues Wissen herauszugeben.

Untersuchungen zeigen, dass das Erdmagnetfeld permanent und dynamisch ist und abwechselnd Perioden mit hoher und niedriger Intensität aufweist.

Sie sprechen auch von Arten, die von der Konfiguration dieses Magnetfelds abhängen, um sich zu orientieren, wie Bienen, Ameisen, Lachse, Wale, Haie, Delfine, Schmetterlinge, Schildkröten usw. (Fuentes, 2004).

3- Mechanik: menschlicher Körper und Schwerelosigkeit

Seit mehr als 50 Jahren erforscht die NASA die Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf den menschlichen Körper.

Diese Untersuchungen haben es vielen Astronauten ermöglicht, sich sicher auf dem Mond zu bewegen oder mehr als ein Jahr auf der Internationalen Raumstation zu leben.

Die NASA-Forschung analysiert die mechanischen Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf den Körper, um sie zu reduzieren und sicherzustellen, dass Astronauten an entlegenere Orte im Sonnensystem geschickt werden können (Strickland & Crane, 2016).

4- Strömungsmechanik: Leidenfrost-Effekt

Der Leidenfrost-Effekt ist ein Phänomen, das auftritt, wenn ein Tropfen einer Flüssigkeit eine heiße Oberfläche bei einer Temperatur berührt, die höher als ihr Siedepunkt ist.

Doktoranden der Universität Lüttich haben ein Experiment erstellt, um die Auswirkungen der Schwerkraft auf die Verdampfungszeit einer Flüssigkeit und ihr Verhalten während dieses Prozesses herauszufinden.

Die Oberfläche wurde anfänglich erwärmt und bei Bedarf geneigt. Die verwendeten Wassertropfen wurden mittels Infrarotlicht verfolgt, wobei Servomotoren jedes Mal aktiviert wurden, wenn sie sich von der Mitte der Oberfläche entfernten (Research and Science, 2015).

5- Optik: Ritters Beobachtungen

Johann Wilhelm Ritter war ein deutscher Apotheker und Wissenschaftler, der zahlreiche medizinische und wissenschaftliche Experimente durchführte. Zu seinen bemerkenswertesten Beiträgen auf dem Gebiet der Optik gehört die Entdeckung von ultraviolettem Licht.

Ritter stützte seine Forschung auf die Entdeckung von Infrarotlicht durch William Herschel im Jahr 1800, um festzustellen, ob unsichtbares Licht möglich ist, und führte Experimente mit Silberchlorid und verschiedenen Lichtstrahlen durch (Cool Cosmos, 2017). .

6- Thermodynamik: Thermodynamische Sonnenenergie in Lateinamerika

Diese Forschung konzentriert sich auf die Untersuchung alternativer Energie- und Wärmequellen wie Sonnenenergie, wobei das Hauptinteresse die thermodynamische Projektion von Sonnenenergie als nachhaltige Energiequelle ist (Bernardelli, 201).

Zu diesem Zweck ist das Studiendokument in fünf Kategorien unterteilt:

1- Sonnenstrahlung und Energieverteilung auf der Erdoberfläche.

2- Nutzung von Sonnenenergie.

3- Hintergrund und Entwicklung der Nutzung von Sonnenenergie.

4- Thermodynamische Anlagen und Typen.

5- Fallstudien in Brasilien, Chile und Mexiko.

7- Kosmologie: Dunkle Energie-Umfrage

Die Umfrage zur Dunklen Energie oder zur Dunklen Energie-Umfrage war eine wissenschaftliche Studie, die 2015 durchgeführt wurde und deren Hauptzweck darin bestand, die großräumige Struktur des Universums zu messen.

Mit dieser Untersuchung wurde das Spektrum für zahlreiche kosmologische Untersuchungen geöffnet, die darauf abzielen, die Menge der im aktuellen Universum vorhandenen dunklen Materie und ihre Verteilung zu bestimmen.

Andererseits widersprechen die Ergebnisse von DES den traditionellen Theorien über den Kosmos, die nach der von der Europäischen Weltraumorganisation finanzierten Planck-Weltraummission veröffentlicht wurden.

Diese Forschung bestätigte die Theorie, dass das Universum derzeit zu 26% aus dunkler Materie besteht.

Es wurden auch Positionskarten entwickelt, die die Struktur von 26 Millionen entfernten Galaxien genau messen (Bernardo, 2017).

8- Quantenmechanik: Informationstheorie und Quantencomputer

Diese Forschung versucht, zwei neue Bereiche der Wissenschaft zu untersuchen, wie Information und Quantencomputer. Beide Theorien sind von grundlegender Bedeutung für die Weiterentwicklung von Telekommunikations- und Informationsverarbeitungsgeräten.

Diese Studie stellt den aktuellen Stand des Quantencomputers vor, unterstützt durch die Fortschritte der Gruppe für Quantenberechnung (GQC) (López), einer Institution, die sich der Abgabe von Vorträgen und der Generierung von Wissen zu diesem Thema widmet Turings Postulate zum Thema Computer.

9- Relativitätstheorie: Ikarus-Experiment

Die experimentelle Ikarus-Forschung, die im Labor von Gran Sasso, Italien, durchgeführt wurde, brachte der wissenschaftlichen Welt Beruhigung, indem sie bestätigte, dass Einsteins Relativitätstheorie wahr ist.

Diese Studie maß die Geschwindigkeit von sieben Neutrinos mit einem Lichtstrahl des Europäischen Zentrums für Kernforschung (CERN) und kam zu dem Schluss, dass Neutrinos die Lichtgeschwindigkeit nicht überschreiten, wie in früheren Experimenten im selben Labor festgestellt wurde.

Diese Ergebnisse waren das Gegenteil von denen, die in früheren Experimenten des CERN erhalten wurden, das in früheren Jahren zu dem Schluss gekommen war, dass Neutrinos 730 Kilometer schneller als Licht waren.

Offensichtlich war die Schlussfolgerung des CERN auf eine schlechte GPS-Verbindung zum Zeitpunkt der Durchführung des Experiments zurückzuführen (El tiempo, 2012).

Verweise

1. Wie unterscheidet sich die klassische Physik von der modernen Physik? Bei reference.com wiederhergestellt.
2. Elektrizität und Magnetismus. Welt der Geowissenschaften. Copyright 2003, The Gale Group, Inc. Abgerufen auf encyclopedia.com.
3. Mechanik. Auf wikipedia.org wiederhergestellt.
4. Flüssigkeitsdynamik. Auf wikipedia.org wiederhergestellt.
5. Optik. Definition. Bei dictionary.com wiederhergestellt.
6. Optik. McGraw-Hill Encyclopedia of Science and Technology (5. Aufl.). McGraw-Hill. 1993.
7. Optik. Auf wikipedia.org wiederhergestellt.
8. Was ist Termodynamik? Bei grc.nasa.gov wiederhergestellt.
9. Einstein A. (1916). Relativitätstheorie: Die spezielle und allgemeine Theorie. Auf wikipedia.org wiederhergestellt.
10. Will, Clifford M (2010). "Relativität". Grolier Multimedia Encyclopedia. Auf wikipedia.org wiederhergestellt.
11. Was ist der Beweis für den Urknall? Bei astro.ucla.edu wiederhergestellt.
12. Planck enthüllt und fast perfektes Universum. In esa.int wiederhergestellt.