De 9 grenarna av klassisk och modern fysik

Bland de grenar av klassisk och modern fysik vi kan markera akustik, optik eller mekanik i det mest primitiva fältet och kosmologi, kvantmekanik eller relativitet i de senaste applikationerna.

Klassisk fysik beskriver teorier som utvecklats före 1900 och modern fysik de händelser som inträffade efter 1900. Klassisk fysik behandlar materia och energi i makroskala utan att gå in i mer komplexa kvantstudier. av modern fysik.

Max Planck, en av de viktigaste forskarna i historien, markerade slutet på klassisk fysik och början av modern fysik med kvantmekanik.

Grenar av klassisk fysik

1-akustik

Öronet är det biologiska instrumentet som är utmärkt för att ta emot vissa vågvibrationer och tolka dem som ljud.

Akustik, som behandlar ljudstudier (mekaniska vågor i gaser, vätskor och fasta ämnen), är relaterad till produktion, kontroll, överföring, mottagning och effekter av ljud.

Akustisk teknik omfattar musik, studier av geologiska, atmosfäriska och ubåtsfenomen.

Psykoakustik, studerar de fysiska effekterna av ljud i biologiska system, närvarande sedan Pythagoras hörde för första gången ljuden av vibrerande strängar och hammare som slog städen i sjätte århundradet f.Kr. C. Men den mest imponerande utvecklingen inom medicin är ultraljudstekniken.

2- Elektricitet och magnetism

Elektricitet och magnetism kommer från en enda elektromagnetisk kraft. Elektromagnetism är en gren av fysik som beskriver växelverkan mellan elektricitet och magnetism.

Magnetfältet skapas av en elektrisk ström i rörelse och ett magnetfält kan inducera laddningarnas rörelse (elektrisk ström). Reglerna för elektromagnetism förklarar också geomagnetiska och elektromagnetiska fenomen, som beskriver hur de laddade partiklarna av atomer interagerar. 

Tidigare upplevdes elektromagnetism på grundval av effekterna av blixt och elektromagnetisk strålning som en ljus effekt.

Magnetismen har länge använts som ett grundläggande instrument för navigering som styrs av kompassen.

Fenomenet av elektriska laddningar i vila upptäcktes av de forntida romarna, som observerade hur en gnidskam lockade partiklar. I samband med positiva och negativa avgifter avstöter lika avgifter varandra och de olika lockar varandra.

Du kanske är intresserad av att lära dig mer om det här ämnet genom att upptäcka de 8 typerna av elektromagnetiska vågor och deras egenskaper.

3- Mekanik

Det är relaterat till fysiska kroppers beteende, när de utsätts för krafter eller förskjutningar, och de efterföljande effekterna av kroppar i deras miljö.

Vid början av modernismen, den Jayam, Galileo, Kepler och Newton, forskare lade grunden till vad som nu kallas klassisk mekanik.

Denna underdisciplin behandlar krafts rörelse på objekt och partiklar som vilar eller rör sig vid hastigheter som är betydligt lägre än ljusets. Mekanik beskriver karaktärernas karaktär.

Termen kropp innefattar partiklar, projektiler, rymdfarkoster, stjärnor, delar av maskiner, delar av fasta ämnen, delar av vätskor (gaser och vätskor). Partiklar är kroppar med liten inre struktur, behandlade som matematiska punkter i klassisk mekanik.

Starka kroppar har storlek och form, men behåller en enkelhet nära partikelns parti och kan vara halvstyv (elastisk, flytande). 

4- Mekanik av vätskor

Vätskemekanik beskriver flödet av vätskor och gaser. Vätskedynamiken är den gren från vilka subdiscipliner framträder, såsom aerodynamik (studien av luft och andra gaser i rörelse) och hydrodynamik (studien av rörliga vätskor).

Vätskedynamik används allmänt: för beräkning av krafter och moment i flygplan, bestäms massan av oljevätska genom oljeledningar, förutom förutsägelsen av vädermönster, komprimering av nebulae i interstellära rymd- och kärnfissionsmissionsmodellering.

Denna gren erbjuder en systematisk struktur som omfattar empiriska och semi empiriska lagar som härrör från flödesmätning och används för att lösa praktiska problem.

Lösningen på ett fluiddynamikproblem innefattar beräkning av vätskeegenskaper, såsom flödeshastighet, tryck, densitet och temperatur samt rum och tidens funktioner.

5- Optik

Optik behandlar egenskaperna och fenomenen synligt och osynligt ljus och syn. Studera ljusets beteende och egenskaper, inklusive dess interaktioner med materia, förutom att bygga lämpliga instrument.

Beskriv beteendet hos synligt, ultraviolett och infrarött ljus. Eftersom ljus är en elektromagnetisk våg har andra former av elektromagnetisk strålning, såsom röntgenstrålar, mikrovågor och radiovågor liknande egenskaper.

Denna gren är relevant för många relaterade discipliner som astronomi, teknik, fotografi och medicin (oftalmologi och optometri). Dess praktiska tillämpningar finns i en mängd olika tekniker och vardagliga föremål, inklusive speglar, linser, teleskop, mikroskop, lasrar och fiberoptiska.

6- Termodynamik

Branch av fysik som studerar effekterna av arbete, värme och energi i ett system. Det föddes på 1800-talet med ångmotorens utseende. Det handlar bara om observation och respons i stor skala av ett observerbart och mätbart system.

Småskaliga gasinteraktioner beskrivs genom kinetisk teori om gaser. Metoderna kompletterar varandra och förklaras vad gäller termodynamik eller kinetisk teori.

Termodynamikens lagar är:

• Enthalpy lag: relaterar olika former av kinetisk och potentiell energi i ett system, med det arbete som systemet kan utföra, plus värmeöverföringen.
• Detta leder till den andra lagen, och definitionen av en annan statsvariabel som kallas entropi lag.
• den zeroth lag definierad termodynamiska jämviktsskala, temperatur i motsats till småskalig definitionen relaterad till den kinetiska energin hos de molekyler.

Grenar av modern fysik

7- kosmologi

Det är en studie av universums strukturer och dynamik i större skala. Undersök dess ursprung, struktur, evolution och slutdestination.

Kosmologi, som en vetenskap, härstammar från Copernicus-principen - himmelska kroppar lyder fysiska lagar som är identiska med de av jord- och newtonska mekaniker som gjorde det möjligt för oss att förstå de fysiska lagarna.

Fysisk kosmologi började 1915 med utvecklingen av Einsteins allmänna relativitetsteori, följt av stora observationsfynd i 1920-talet. 

Dramatiska framsteg i observations-kosmologi sedan 1990-talet, inklusive kosmisk mikrovågsugnbakgrund, avlägsna supernova och galax redshift undersökningar, ledde till utvecklingen av en standardmodell av kosmologi.

Denna modell adherer till innehållet i stora mängder mörk materia och mörka energier som finns i universum, vars natur inte är väl definierad än.. 

8- Kvantmekanik

Branch av fysik som studerar materiens och ljusets beteende, i atom- och subatomär skala. Dess mål är att beskriva och förklara egenskaperna hos molekyler och atomer och deras komponenter: elektroner, protoner, neutroner och andra mer esoteriska partiklar såsom kvark och gluon.

Dessa egenskaper innefattar partiklarnas växelverkan med varandra och med elektromagnetisk strålning (ljus, röntgenstrålar och gammastrålar).

Flera forskare bidrog till inrättandet av tre revolutionära principer som gradvis fick acceptans och experimentell verifiering mellan 1900 och 1930.

• Kvantifierade egenskaper. Position, hastighet och färg kan ibland endast förekomma i specifika kvantiteter (till exempel klicknummer för antal). Detta står i motsats till begreppet klassisk mekanik, som säger att sådana egenskaper måste existera i ett platt och kontinuerligt spektrum. För att beskriva idén att vissa egenskaper klickar, forskare myntade verb kvantifiera. 
• Ljuspartiklar. Forskarna vägrade 200 års experiment genom att postulera att ljuset kan verka som en partikel och inte alltid "som vågor / vågor i en sjö".
• Materiella vågor. Matera kan också uppträda som en våg. Detta demonstreras av 30 års experiment som hävdar att materia (som elektroner) kan existera som partiklar.

9-Relativitet

Denna teori omfattar två teorier om Albert Einstein: speciell relativitetsteori, som gäller elementarpartiklar och deras interaktioner -describiendo alla fysiska fenomen utom gravitation och allmänna relativitets förklarar tyngdlagen och dess förhållande till andra krafter naturen.

Det gäller det kosmologiska riket, astrofysik och astronomi. Relativitet förvandlade postulaten av fysik och astronomi i 20-talet, förbi 200 år av nytonsk teori.

Introducerade begrepp som rymdtid som en enhetlig enhet, relativitet av simultanitet, kinematisk och gravitationsutvidgning av tid och sammandragning av längd.

Inom området för fysik, förbättrad vetenskapen om elementarpartiklar och deras grundläggande interaktioner, tillsammans med öppnandet av atomåldern.

Kosmologi och astrofysik förutspådde extraordinära astronomiska fenomen som neutronstjärnor, svarta hål och gravitationsvågor.

Forskningsexempel på varje gren

1- Akustik: Undersökningar av UNAM

Akustiklaboratoriet vid UNAM: s fakultetsavdelning arbetar med specialiserad forskning inom utveckling och implementering av tekniker för att studera akustiska fenomen.

De vanligaste experimenten inkluderar olika medier med olika fysiska strukturer. Dessa medel kan vara flytande, vindtunnel eller användningen av en supersonisk stråle.

En undersökning som för närvarande äger rum i UNAM är frekvensen av en gitarr, beroende på platsen där den spelas. Akustiska signaler utsända av delfiner studeras också (Forgach, 2017).

2- Elektricitet och magnetism: Effekt av magnetfält i biologiska system

Francisco José Caldas District University, genomför forskning om effekten av magnetfält i biologiska system. Allt detta för att identifiera alla tidigare utredningar som har gjorts om ämnet och utfärda ny kunskap.

Forskning tyder på att jordens magnetfält är permanent och dynamiskt, med växlande perioder av både hög och låg intensitet.

De talar också om de arter som beror på konfigurationen av detta magnetfält för att orientera sig, såsom bin, myror, lax, valar, hajar, delfiner, fjärilar, sköldpaddor, bland andra (Fuentes, 2004).

3- Mekanik: Människokropp och noll gravitation

I mer än 50 år har NASA avancerad forskning om effekterna av noll gravitation på människokroppen.

Dessa undersökningar har gjort det möjligt för flera astronauter att flytta säkert på månen eller leva i mer än ett år på den internationella rymdstationen.

NASAs forskning analyserar de mekaniska effekter som noll gravitation har på kroppen, med målet att minska dem och se till att astronauterna kan skickas till mer avlägsna platser i solsystemet (Strickland & Crane, 2016).

4- Vätskemekanik: Leidenfrost effekt

Leidenfrost-effekten är ett fenomen som uppstår när en droppe vätska rör en varm yta vid en temperatur som är högre än dess kokpunkt.

De doktorander vid universitetet i Liège skapade ett experiment för att känna gravitationens effekter på en vätskes avdunstningstid och beteendet av detta under processen.

Ytan upphettades ursprungligen och lutades vid behov. De använda vattendropparna spårades med hjälp av infraröd ljus, aktiverande servomotorer varje gång de rörde sig bort från ytan av ytan (Investigación y ciencia, 2015).

5- Optik: Ritter observationer

Johann Wilhelm Ritter var en tysk apotekare och forskare, som genomförde många medicinska och vetenskapliga experiment. Bland hans mest anmärkningsvärda bidrag till området för optik är upptäckten av ultraviolett ljus.

Ritter baserade sin forskning på upptäckten av infraröd ljus av William Herschel 1800 och bestämde på det sättet att det fanns existens av osynliga ljus och kunde försöka med silverklorid och olika ljusstrålar (Cool Cosmos, 2017).

6- Termodynamik: Termodynamisk solenergi i Latinamerika

Denna forskning fokuserar på studier av alternativa källor till energi och värme, såsom solenergi, med den termodynamiska projiceringen av solenergi som en hållbar energikälla som huvudintresse (Bernardelli, 201).

För detta ändamål är studiedokumentet indelat i fem kategorier:

1- Solstrålning och fördelning av energi på jordens yta.

2- Användning av solenergi.

3- Bakgrund och utveckling av användningen av solenergi.

4- Termodynamiska installationer och typer.

5- Fallstudier i Brasilien, Chile och Mexiko.

7- Kosmologi: Mörk Energimätning

Dark Energy Survey, eller Dark Energy Survey, var en vetenskaplig studie genomförd 2015, vars huvudsyfte var att mäta universums storskaliga struktur.

Med denna forskning öppnades spektrumet för många kosmologiska undersökningar, som syftar till att bestämma mängden mörk materia närvarande i det nuvarande universum och dess fördelning.

Å andra sidan motsätter sig de resultat som kastas av DES mot de traditionella teorierna om kosmos, utfärdad efter Planck rymduppdraget, finansierat av Europeiska rymdorganisationen.

Denna forskning bekräftade teorin om att universum för närvarande består av 26% mörk materia.

Plattformskartor utvecklades också som exakt mätt strukturen på 26 miljoner avlägsna galaxer (Bernardo, 2017).

8- Kvantmekanik: informationsteori och kvantkalkylering

Denna forskning syftar till att undersöka två nya vetenskapsområden, såsom information och kvantkalkylering. Båda teorierna är grundläggande för utvecklingen av telekommunikations- och informationsbehandlingsenheter.

Denna studie presenterar det nuvarande tillståndet för kvanträkning, med stöd av de framsteg som gjorts av Quantum Computation Group (GQC) (López), en institution som är inriktad på att ge samtal och generera kunskap om ämnet, baserat på den första Turing postulerar om beräkning.

9-Relativitet: Icarus-experiment

Icarus experimentell forskning, som utfördes i Gran Sasso-laboratoriet i Italien, gav lugn till den vetenskapliga världen genom att verifiera att Einsteins relativitetsteori är sant.

Denna undersökning mätt hastigheten på sju neutrinor med en ljusstråle som ges av European Center for Nuclear Research (CERN) och konstaterade att neutrinos inte överskrider ljusets hastighet, vilket hade kommit fram i det tidigare experimentet från samma laboratorium.

Dessa resultat var motsatta dem som erhölls i tidigare experiment av CERN, som i tidigare år hade dragit slutsatsen att neutrinos reste 730 kilometer snabbare än ljus.

Uppenbarligen var CERNs slutsats förklarad på grund av en dålig GPS-anslutning vid experimentets gång (El tiempo, 2012).

referenser

1. Hur skiljer sig klassisk fysik från modern fysik? Hämtad på reference.com.
2. Elektricitet och magnetism. Världen av Earth Science. Upphovsrätt 2003, The Gale Group, Inc. Hämtad på encyclopedia.com.
3. Mekanik. Hämtad på wikipedia.org.
4. Vätskedamik. Hämtad på wikipedia.org.
5. Optik. Definition. Hämtad på dictionary.com.
6. Optik. McGraw-Hill Encyclopedia of Science and Technology (5: e upplagan). McGraw-Hill. 1993.
7. Optik. Hämtad på wikipedia.org.
8. Vad är termodynamik? Återställd på grc.nasa.gov.
9. Einstein A. (1916). Relativitet: Den speciella och allmänna teorin. Hämtad på wikipedia.org.
10. Will, Clifford M (2010). "Relativity". Grolier Multimedia Encyclopedia. Hämtad på wikipedia.org.
11. Vad är beviset för Big Bang? Återställd i astro.ucla.edu.
12. Planck avslöjar och nästan perfekt universum. Återställd i det.