Klasik, modern ve çağdaş fiziğin dalları: kapsamlı bir açıklama

Fizik bir kesin bilimMaddenin, enerjinin, zamanın ve uzayın özelliklerini inceleyen teorik ve deneysel fizik dalı. tüm bu unsurlar arasındaki etkileşimGözlem, hipotez oluşturma ve deneysel doğrulamaya dayanarak, doğal olayları olabildiğince doğru bir şekilde tanımlayan ve tahmin eden modeller oluşturur.

Fiziğin temel özelliklerinden biri, şunu aramasıdır: vardıkları sonuçların doğruluğu ve bunların tekrarlanabilir deneylerle doğrulanabilirBu sayede, dünyanın herhangi bir yerindeki herhangi bir araştırmacı, aynı prosedürü izleyerek sonuçları doğrulayabilir. Dahası, fizik, gerçekliği tanımlayan yasaları ifade etmek için titiz bir matematiksel dil kullanır ve bu da son derece doğru nicel tahminlere olanak tanır.

Fizik, doğal olayları yasalar aracılığıyla açıklar ve özellikle şu süreçlere odaklanır: İç moleküler yapıyı değiştirmezler. (Kimyanın asıl konusu olan kimyasal dönüşümlere doğrudan girmeden) cisimlerin incelenmesi de dahil olmak üzere, fizik ve kimya arasında, özellikle aşağıdaki gibi alanlarda yakın bir ilişki vardır: fiziksel kimyaMadde ve enerjinin, her iki disiplinden kavramların birleştirilmesiyle incelendiği yer.

Matematikle yakından ilişkilidir, çünkü ona dayanır. gerçeklik çalışmasını ifade etmek Bu durum onu ​​ilgilendiriyor. Bu bağlantı o kadar derin ki, birçok durumda matematiksel gelişmeler fiziksel evreni anlamak için yeni yollar açmış ve bunun tersine, fiziğin ortaya koyduğu problemler matematiğin yeni dallarının gelişmesine ilham vermiştir.

Dahası, fizik, kimya, biyoloji, elektronik ve diğer birçok doğal ve uygulamalı bilimi, onların yerini aldığı için değil, tam tersine, çalışma alanına dahil ettiği için kapsar. Temel yasaların çerçevesini sağlar. Bu disiplinlerin gözlemlediği olguları açıklayan prensiplere dayanırlar. Dolayısıyla, biyofizik canlı sistemleri fiziksel bir bakış açısıyla inceler, jeofizik Dünya'yı fiziksel prensipler kullanarak inceler ve astrofizik gök cisimlerinin incelenmesinde fiziği uygular.

Fizik, maddenin olaylarını inceler ve teorilerini ilk düzeyde şu temellere dayandırır: klasik mekanikHareket kurallarının analiz edildiği yerden; klasik elektrodinamik Elektromanyetik yüklerin incelenmesi için; termodinamik Isı ve farklı enerji biçimlerinin incelenmesi için; Kuantum mekaniğiO doğayı ölçeklerde çalışmak küçük alan (atomlar, elektronlar, atom altı parçacıklar); ve bunların içinde istatistik Özellikle gazlarda veya karmaşık sistemlerde olduğu gibi çok büyük miktarlarda parçacığın söz konusu olduğu durumlarda, fiziksel olayların meydana gelme sıklığını ve olasılıklarını incelemek.

Fiziğin tarihsel gelişimine göre başlıca dalları

Gerçekliğin incelenmesi için fizik, genellikle bilimsel bilginin nasıl evrimleştiğini anlamamızı sağlayan büyük tarihsel ve kavramsal bloklara ayrılır. Geleneksel olarak, bugün de varlığını sürdüren ve birbirini tamamlayan üç ana dal veya aşama ayırt edilir:

• Klasik fizik
• Modern fizik
• Çağdaş fizik

Bu bakış açılarının her biri, hız, enerji ve boyutun karakteristik aralıklarına odaklanır. Klasik fizik, günlük makroskopik dünyaya hakimdir; modern fizik, çerçeveyi atomik ve atom altı alanlara ve ışık hızına yaklaşan hızlara genişletir; ve çağdaş fizik, karmaşık sistemlere, doğrusal olmayan olaylara ve dengeden uzak süreçlere odaklanır.

Klasik fizik nedir?

Denir klasik fizik formüle edilen teoriler, modeller ve yasalar kümesine kuantum mekaniğinin ortaya çıkışından önce ve görelilik teorisinin tam olarak pekiştirilmesi. Yani, esas olarak Galileo Galilei, Isaac Newton ve diğer sonraki bilim insanlarının çalışmalarından geliştirilen ve ışıktan çok daha düşük hızlarda makroskopik dünyadaki cisimlerin davranışını açıklayan fiziği içerir.

Aynı zamanda yaygın olarak şu şekilde de adlandırılır: Newton fiziği Çünkü büyük ölçüde Newton'un hareket yasalarına ve evrensel çekime dayanmaktadır. Bu yasalar, bir elmanın düşmesinden gezegenlerin yörüngelerine kadar her şeyi açıklamak için tutarlı bir çerçeve sağladı ve evreni açık ve deterministik yasalarla yönetilen geniş bir mekanizma olarak görme anlayışını pekiştirdi.

Pratik anlamda, klasik fizik, şu olayları inceler: ışık hızından daha küçük bir hız ve kimin Uzamsal ölçekler, atom ve moleküllerin boyutundan daha büyüktür.Bu, araçların ve makinelerin hareketlerinden nehirlerin akışına, havadaki sesin yayılmasına veya bir kap içindeki gazların davranışına kadar her şeyi içerir.

Klasik fiziği tanımlamanın bir başka yolu da, büyük ölçüde bir teori olarak kabul edildiğini söylemektir. kesin olarak belirlenebilenKapalı bir sistemin gelecekteki durumu, modelin geçerlilik koşulları dahilinde, mevcut durumu (konum, hız, üzerine etki eden kuvvetler vb.) kesin olarak biliniyorsa tamamen tahmin edilebilir.

Klasik fizikte genellikle şu iki unsur arasında bir ayrım yapılır:

• Klasik Newtoncu (görelilik öncesi) fizik: Newton yasalarına ve uzay ve zaman kavramına dayanmaktadır. mutlak ve bağımsız.
• Görelilikçi klasik fizik: fikirlerini tanıtır özel görelilik Yüksek hızlara sahip olaylar için geçerlidir, ancak maddenin kuantum tanımına girmez. Birçok teknik bağlamda, atomik veya atom altı ölçekteki kuantum etkileri ele alınmadığı sürece klasik olarak da kabul edilir.

Klasik fizik neyi inceler?

Klasik fizik şu konuların incelenmesine odaklanır:

• Makroskopik cisimlerin hareketleri (Araçlar, makineler, gezegenler, mermiler) ışık hızından çok daha düşük hızlarda.
• Kuvvetlerin etkileşimleri Yerçekimi, elastik kuvvet, sürtünme veya merkezcil kuvvet gibi, yörüngeleri ve hareket değişikliklerini belirleyen etkenler.
• Mekanik dalgaların yayılması Örneğin, farklı malzeme ve medya ortamlarındaki ses gibi.
• Akışkan davranışı Hareket halinde veya durgun haldeki (gazlar ve sıvılar) maddeler, basınçlar, akış hızları, türbülans ve akışlar dahil.
• Termal olaylarIsı, sıcaklık ve makroskopik enerji biçimleri.
• Klasik elektrik ve manyetizmaÖncelikle kuantum kavramlarına başvurmadan alanları ve akımları tanımlamak.

Bütün bunlar bir araya getirildiğinde, klasik fizik şu sonucu ortaya koyuyor: mühendislik için gerekliMimari, inşaat, makine tasarımı, uygulamalı akustik, geleneksel optik ve uzun bir günlük teknolojik faaliyet listesi.

Klasik fizik ve modern fizik arasındaki farklar

Klasik fizik ile modern fiziği karşılaştırdığımızda, fiziksel olaylara yaklaşım biçiminde ve incelenen sistemlerin ölçeğinde derin farklılıklar gözlemlenir. Modern fizik, klasik fiziğin modern fiziğe entegre edilmesiyle ortaya çıkar. Kuantum mekaniği ve görecelilik teorisiBu durum, evrensel kabul edilen klasik fiziğin bazı ilkelerinin yeniden gözden geçirilmesini zorunlu kıldı.

İki bakış açısı arasındaki bazı temel farklılıklar şunlardır:

• Hız aralığıKlasik fizik, ışık hızından çok daha düşük hızlara odaklanırken, modern fizik, görelilik kuramıyla birlikte, ışık hızından daha yüksek hızlarda meydana gelen olayları da kapsar. ışık hızına yakın hızlar.
• Çalışma ölçeğiKlasik fizik sistemleri tanımlar. makroskobik Gezegenler, makineler, sıvılar veya yapılar gibi; modern fizik ölçeklere yöneliktir. mikroskobik ve atom altıAtomları, elektronları, fotonları ve temel parçacıkları analiz etmek.
• DeterminizmKlasik fizik sistemleri şu şekilde ele alır: deterministlerGeleceğin tamamen bugünden çıkarıldığı bir durum. Modern fizik, özellikle kuantum mekaniği, bunu ortaya koyuyor. belirsizlik ve olasılık Bir sistemin durumunu tanımlarken temel unsurlar olarak.
• Uzay ve zamanKlasik fizikte uzay ve zaman şunlardır: bağımsız ve mutlak büyüklüklerModern görelilik fiziğinde, uzay ve zaman birleşerek şu hale gelir: boş zamanVe ölçümleri, gözlemciye ve hareket hızına bağlıdır.
• Etkileşimin açıklamalarıKlasik fizik, aşağıdakiler gibi olayları açıklar: yerçekimi, elektrik ve manyetizma Etkileşim taşıyan parçacıkların tanıtılmasına gerek kalmadan; modern fizik, etkileşimleri daha derinlemesine inceliyor. alanlar ve parçacıklar (Örneğin, fotonlar, bozonlar ve Standart Modelin diğer parçacıkları).
• Tipik uygulamalarKlasik fizik, muazzam bir başarıyla uygulanmaktadır. mühendislik, mekanik, inşaat, akustik, geleneksel optik ve günlük teknolojinin büyük bir bölümünde. Modern fizik öncelikle şu alanlarda uygulanmaktadır: ileri elektronik, nükleer enerji, yarı iletkenler, parçacık fiziğiKozmoloji ve ileri teknolojiler.

Klasik fiziğin dalları

Klasik fizik, farklı disiplinleri kapsar ve temel amacı, belirli özellikler gösteren olayların incelenmesidir. ışık hızından daha düşük hız ve bunlar makroskopik ölçeklerde kendini gösterir. Bu dallar bugün hem temel bilimde hem de birçok teknolojide temel önemini korumaktadır.

Klasik fiziğin en önemli dalları arasında şunlar yer almaktadır:

• Klasik mekanik
• Termodinamik
• Elektromanyetizma (klasik elektrik ve manyetizma)
• Optik
• Akustik
• Akışkanlar mekaniği veya akışkanlar dinamiği

Bu disiplinlerin her biri belirli bir olgu türünü inceler, ancak pratikte bunlar genellikle birbirleriyle ilişkilidir. Örneğin, içten yanmalı bir motorun tasarımı şunları içerir: mekanik, termodinamik y akışkanlar mekaniğiProfesyonel bir ses sistemi geliştirmek ise ustalık gerektirir. akustik y elektromanyetizma.

Klasik mekanik

Klasik mekanik, aşağıdaki konuları inceleyen bilim dalıdır: Newton'un hareket yasalarıBu, makroskopik fiziksel cisimlerin durgun haldeki ve ışık hızından çok daha düşük hızlardaki hareket halindeki davranışlarını ifade eder. Kuvvetlerin cisimler üzerindeki etkilerini ve bu kuvvetlerin hareket durumlarında nasıl değişikliklere yol açtığını analiz eder.

Hem klasik mekanik hem de genel olarak klasik fizik, Newton yasalarına, özellikle de evrendeki cisimlerin hareket yasaları (Eylemsizlik, kuvvet ve ivme arasındaki orantı ve etki-tepki). Bu yasalar, bir sarkaçın hareketinden bir uydunun Dünya etrafındaki yörüngesine kadar her şeyi açıklamamıza olanak tanır.

Klasik mekanik içerisinde iki ana yaklaşım ayırt edilebilir:

• Vektör mekaniğiBu yaklaşım, kuvvet, hız ve ivme gibi nicelikleri temsil etmek için vektörler kullanan Newton yasalarına doğrudan dayanmaktadır. En sezgisel yaklaşımdır ve mühendislik ve teknoloji problemlerinde en yaygın olarak uygulanan yaklaşımdır.
• Analitik MekanikHareketin tanımlanmasında daha soyut matematiksel formülasyonlar (Lagrangian ve Hamiltonian mekaniği) kullanır. Bu yaklaşım, birden fazla serbestlik derecesine sahip karmaşık sistemlerde özellikle faydalıdır ve teorik fizikteki sonraki gelişmelerin temelini oluşturur.

Klasik mekaniğin bazı pratik uygulamaları şunlardır:

• Makine MühendisliğiKuvvetlere dayanabilen ve güvenli bir şekilde çalışabilen mekanizmalar, yapılar ve makineler tasarlamak.
• Yörünge tahmini Spor, balistik ve navigasyon alanlarında optimum açı ve hızların hesaplanması.
• Yörünge hesaplaması Klasik yaklaşımın hala geçerli olduğu koşullarda uydular ve uzay araçları için.

Termodinamik

Termodinamik, aşağıdakilerle ilgilenen bilim dalıdır: termodinamik denge durumlarının tanımı Makroskobik düzeyde. Isı ve diğer enerji biçimleri arasındaki etkileşimi ve fiziksel sistemlerde meydana gelen enerji dönüşümlerini inceler.

Farklı durumları tanımlamak için kullandığı temel değişkenler şunlardır: sıcaklıkiçinde presión, hacim y el mol sayısı Bir maddenin bu büyüklüklerinden yola çıkarak, enerji korunumu (termodinamiğin birinci yasası) ve düzensizliğin veya entropinin artma eğilimi (ikinci yasa) gibi yasalar formüle edilir.

Tarafından anlaşıldı Termal denge Termal denge, başlangıçta farklı sıcaklıklara sahip iki cismin sıcaklıklarının eşitlendiği durumdur. Sıcaklıklar eşitlendiğinde, aralarındaki ısı akışı durur ve her iki cisim de bu duruma ulaşır.

Bu kavramın klasik bir örneği, aşağıdakilerin kullanımıdır: termometreTermometre, kendi sıcaklığını ölçen bir alettir. Başka bir cismin veya maddenin sıcaklığını ölçmek için, her ikisi de termal dengeye ulaşana kadar temas ettirilir. Termal denge durumunda hem cisim hem de termometre aynı sıcaklıkta olduğundan, termometrenin gösterdiği sıcaklık da karşılaştırılan cismin sıcaklığı olacaktır.

Sistemlerin çevrelerindeki değişikliklere nasıl tepki verdiğinin incelenmesi, bilim ve mühendisliğin çok çeşitli dallarında faydalıdır. Termodinamik, tasarımda temel bir rol oynar. motorlar, buzdolapları, enerji santralleri ve enerji ve maddenin dönüştürüldüğü hemen hemen her endüstriyel süreçte.

Aşağıda termodinamiğin bazı uygulama alanları verilmiştir:

• In malzeme mühendisliği Koşarlar ısı ve enerji transferleri Yeni malzemelerin üretimi için ham maddelere. Bir örnek, seramik bir parçanın yüksek sıcaklıkta pişirme işlemidir; bu işlemin nihai özellikleri (sertlik, dayanıklılık, renk) maruz kaldığı sıcaklık ve süreye bağlıdır.
• Endüstriyel düzeyde, aşağıdaki gibi süreçler: pastörizasyon ve imalatı peynir ve tereyağı Kontrollü ısı transferi yoluyla, gıda güvenliğini ve ürünlerin duyusal özelliklerini garanti altına almak.
• In Çelik endüstrisiÇeşitli maddelerin çok yüksek sıcaklıktaki fırınlarda, bileşim ve ısıl işlem döngüleri dikkatlice kontrol edilerek eritilmesiyle farklı çelik türleri elde edilir.
• In enerji üretimiTermik, nükleer veya kombine çevrimli enerji santralleri, ısıyı mekanik işe ve ardından elektrik enerjisine dönüştürmek için termodinamik çevrimlere (Carnot, Rankine veya Brayton çevrimi gibi) dayanır.

Elektromanyetizma

Elektrik ve manyetik olaylar incelenerek tek bir teori altında birleştirilir. elektromanyetizma. Michael Faraday ve James Clerk Maxwell Elektriğin, manyetizmanın ve ışığın aynı fiziksel olayın parçası olduğunu göstererek, bu alandaki öncü ve büyük savunucular oldular.

Elektromanyetizma şunlara dayanmaktadır: Maxwell'in dört vektör diferansiyel denklemiBu denklemler, elektrik ve manyetik alanları ilgili maddesel kaynaklarıyla (elektrik yükleri ve akımları) ilişkilendirir. Diğer şeylerin yanı sıra, zamana bağlı bir elektrik alanının manyetik alan oluşturduğunu ve bunun tersinin de geçerli olduğunu göstererek elektromanyetik dalgaların yayılımını açıklarlar.

Elektromanyetik teori şunları içerir: elektrik akımıiçinde elektrik polarizasyonu ve manyetik polarizasyonElektrik yüklerinin durgun ve hareket halinde olduğu makroskopik fiziksel olaylar ile manyetik ve elektrik alanların sıvı, katı ve gaz halindeki maddeler üzerindeki etkileri elektromanyetizma ile açıklanır.

Elektromanyetizmin günlük hayattaki kullanımına dair örnekler şunlardır: elektrik motorları ve jeneratörlerBunlar, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine veya tam tersine dönüştürmek için kullanılan cihazlardır.

• Denir jeneratör, alternatör veya dinamo Mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren cihaza.
• Bu adlandırılır Elektrik motoru Elektrik enerjisini faydalı mekanik enerjiye dönüştüren cihaza.

Elektromanyetizmin bir diğer klasik örneği de şudur: pusulaPusula iğnelerinin hareketi, Dünya'nın kutuplarıyla ilgili manyetik prensiplere ve Dünya'nın manyetik alanı ile pusula mıknatısı arasındaki etkileşime dayanmaktadır. Buna ek olarak, iğnenin kuzey-güney yönünde yönlendirilmesini sağlayan basit elektrik ve manyetik prensipler de söz konusudur.

Bu cihazların ötesinde, elektromanyetizma aşağıdakiler gibi teknolojilerin temelini oluşturmaktadır: kablosuz iletişim (radyo, televizyon, cep telefonu) transformatörler ve iletim hatları enerjinin, elektronik cihazlar (entegre devreler, bilgisayarlar) ve sistemleri Tıbbi teşhis Nükleer manyetik rezonans gibi.

Optik

Optik, fiziğin, ışık ve cisimlerin incelenmesiyle ilgilenen dalıdır. Işık aralığındaki elektromanyetik radyasyonÖzellikleri ve maddeyle etkileşimi, özellikle yayılımı, yansıması, kırılması ve girişim ile kırınım olaylarına vurgu yapılarak incelenmiştir.

İnsan algısı açısından ışık, şu aralıktadır: elektromanyetik dalga boyları İnsan gözünün algılayabildiği ve analizini üstlenen alan tam olarak optik bilimidir. Bununla birlikte, modern optik alanı benzer prensiplerden yararlanarak görünmeyen dalga boylarını da kapsar.

Fiziksel optik, şu alanlara yöneliktir: yeni olguların keşfi ve uygulamasıBu doğrultuda araştırmacılar, yüksek güçlü lazerlerden düşük enerjili ışık yayan diyotlara (LED'lere) kadar tüm elektromanyetik spektrum boyunca ışık kaynakları kullanmakta ve geliştirmektedirler.

Optik, önemli bir etkiye sahip olmuştur. bilimsel enstrümantasyon (mikroskoplar, teleskoplar, spektrometreler) iletişim (fiber optik, veri iletim sistemleri) ve içinde metroloji (Mesafelerin, zamanların ve fiziksel sabitlerin hassas ölçümü). Ayrıca gözlük, kontakt lens ve lazer tabanlı cerrahi cihazlar gibi düzeltici ve tıbbi optik alanlarında da hayati öneme sahiptir.

Akustik

Akustik, sesin incelenmesiyle ilgilenen bir fizik dalıdır. mekanik dalgalar Maddenin katı, sıvı veya gaz halindeki tüm hallerinde yayılan sesleri, fiziksel ve matematiksel modeller kullanarak inceler. Ses, infrases ve ultrason dalgalarına odaklanarak, bu dalgaların nasıl üretildiğini, yayıldığını ve algılandığını analiz eder.

Akustik, ses ile ilgili her şeyi inceler. sesin üretimi, iletimi, depolanması, algılanması ve yeniden üretilmesiAkustiğin teknolojik uygulamaları, sözde "akustiğin teknolojik uygulamaları" ile ilgilenilmektedir. akustik mühendisliğiKonser salonları, kayıt stüdyoları, ses sistemleri, binalarda ses yalıtımı ve daha birçok pratik çözümün tasarımında yer almaktadır.

Akustik fiziğine örnekler şunlardır:

1. İletişimi daha etkili hale getiren elektronik cihazlarHoparlörler, kulaklıklar, telefonlar ve genel seslendirme sistemleri gibi.
2. Ultrason tabanlı tıbbi uygulamalarİnsan vücudunun görüntülerini oluşturmada (ultrason) ve yüksek yoğunluklu ultrasonik dalgalar kullanan terapötik prosedürlerde etkili olan yöntemlerdir.
3. MikrofonlarSes dalgalarını kayıt, yükseltme veya iletim için elektrik sinyallerine dönüştüren cihazlar.

Akustik, aşağıdaki gibi alanlara da uzanır: müzikal akustik (enstrümanların, tınıların ve ölçeklerin incelenmesi), psikoakustik (insan işitme sisteminin sesi algılaması) ve çevresel akustik (Kentsel ve endüstriyel alanlarda gürültü ve ses kirliliğinin kontrolü).

Akışkanlar dinamiği veya akışkanlar mekaniği

Akışkanlar mekaniği veya akışkan dinamiği, sürekli ortam mekaniğinin bir alt dalıdır ve akışkanların hareketleriyle ilgilenir. akışkan hareketinin incelenmesi (Sıvılar ve gazlar) ve bunlara neden olan kuvvetleri inceler. Viskozite, basınç, akış hızı ve türbülans gibi etkileri dikkate alarak hem durgun haldeki akışkanları (akışkan statiği) hem de hareket halindeki akışkanları (akışkan dinamiği) analiz eder.

In kimya mühendisliği, inşaat mühendisliği, endüstri mühendisliği, havacılık, meteoroloji, gemi inşaatı ve oşinografiAkışkanlar mekaniğinin müdahalesi temel öneme sahiptir. Boruların, pompaların, uçak kanatlarının, gemi gövdelerinin, su dağıtım şebekelerinin, havalandırma sistemlerinin ve hava tahminlerinin tasarımına olanak tanır.

Akışkanlar mekaniğindeki bazı temel kavramlar şunlardır:

• Basınç ve akış hızıBunlar, Bernoulli ilkesi gibi ilkeler aracılığıyla birbirleriyle ilişkilidir.
• Laminer ve türbülanslı akış rejimiAkışkanın hareket türünü hızına ve viskozitesine göre tanımlayan formüller.
• ViskoziteBu, sıvının akışa karşı iç direncini ölçen ve taşıma ve karıştırma süreçlerinde belirleyici bir faktör olan bir ölçümdür.

Modern fizik

Modern fizik, klasik fiziğin, ilgili olayları açıklama girişimlerindeki sınırlılıklarının belirginleşmesiyle ortaya çıkmıştır. çok yüksek hızlar oa çok küçük ölçeklerÖrneğin atomlar ve atom altı parçacıklar gibi. Bu dal, birçok bağlamda da adlandırılır. kuantum fiziği (modern fizik görelilik kuramını da içerse de) şunlara dayanmaktadır: Kuantum teorisi ve içinde görecelilik teorisi.

Modern fiziğin gelişimi, şu öneriyle pekişti: enerji kuantizasyonuKara cismin radyasyonunu açıklamak için formüle edilen ve daha sonra enerjinin sürekli olarak değil, küçük birimler halinde değiş tokuş edildiğini gösteren katkılarla devam eden bir çalışma. kaçBu fikir 1900 yılında şu kişi tarafından ortaya atılmıştır: Max Planck (1858-1947) ve şu şekilde güçlendirildi: Albert Einstein 1905'te fotoelektrik etkiyi açıklarken ortaya atılan bu terim, 1920'lere gelindiğinde yerleşmişti. Kuantum mekaniği Bu yeni teorileri tanımlamak için.

Daha sonra buna şu ad verildi: Kuantum mekaniği meydana gelen olaylarla ilgilenen fizik dalına ışık hızına yakın hızlar (görelilikle birlikte) veya mekansal ölçekler mertebesindedirler atomlar ve moleküllerKuantum mekaniği, belirsizlik ilkesi ve dalga-parçacık ikiliği gibi prensipleri ortaya koyarak elektronlar, protonlar, nötronlar, fotonlar ve daha birçok parçacığın davranışını tanımlar.

Modern fizik, özellikleri, davranışları ve atomik ve atom altı seviyede parçacık radyasyonuBaşarıları arasında atomların emisyon spektrumunun açıklanması, kimyasal bağların yapısı, katılarda elektriksel iletim, fotoelektrik etki ve günümüz elektronik teknolojisinin büyük bir bölümünün temelini oluşturan daha birçok konu yer almaktadır.

Kuantum mekaniği, görelilik teorisiyle birlikte, bugün "kuantum bilim" olarak adlandırdığımız şeyi oluşturmaktadır. modern fizikBu kavramları anlamak için temel öneme sahiptir:

• Yarı iletkenler ve elektronik cihazlarTransistörler, diyotlar ve entegre devreler gibi.
• Nükleer enerji ve fisyon ve füzyon süreçleri.
• parçacık fiziğiDoğanın temel parçacıklarını ve temel kuvvetlerini araştıran bir bilim dalı.
• Fiziksel kozmolojiEvrenin kökenini, yapısını ve büyük ölçekli evrimini inceleyen bilim dalı.

Çağdaş fizik

Çağdaş fizik, fizik bilgisinin en yeni ve en gelişmiş dalını temsil eder. Başlangıcı, kuantum ve rölativistik teorilerin pekişmesinden sonra, basit doğrusal modellerle açıklanamayan daha karmaşık olguların ve sistemlerin incelenmeye başlandığı döneme dayanmaktadır.

Çağdaş fizik, aşağıdakilerin incelenmesiyle ilgilenir: doğanın karmaşıklığı, ölçekteki olaylar nanoskopik ve termodinamik dengenin dışındaki süreçlerBu kategori, diğer alanların yanı sıra, şunları içerir: kaos teorisi ve türbülansBu sistemler, başlangıç ​​koşullarına karşı son derece hassas ve görünüşte tahmin edilemez davranışlar sergileyen sistemleri tanımlar.

Çağdaş fiziğin karakteristik temalarından bazıları şunlardır:

• Kaos teorisiKarmaşık ve dinamik fiziksel sistemlerin incelenmesine odaklanır ve diferansiyel denklemler ile gelişmiş matematiksel araçlar kullanır. Meteorolojik olayları, popülasyon dinamiklerini, doğrusal olmayan salınımları ve küçük başlangıç ​​varyasyonlarının sistemin evriminde büyük değişikliklere yol açtığı birçok sistemi anlamamızı sağlar.
• Nanoteknoloji ve yoğun madde fiziğiNanometre ölçeğinde malzemeleri ve yapıları inceleyen bu çalışmalar, süperiletkenlik, küçük ölçekli manyetizma veya akıllı malzemeler gibi yeni özelliklerin ortaya çıkmasına yol açmaktadır.
• Denge dışı sistemlerKlasik denge termodinamiğinin yetersiz kaldığı ve enerji akışlarını, öz organizasyonu ve geri dönüşümsüz olayları tanımlamak için yeni yaklaşımlara ihtiyaç duyulduğu durumlarda.

Çağdaş fizik sayesinde, tasarımdan başlayarak yeni araştırma alanları ortaya çıkmıştır. gelişmiş malzemeler ve kuantum cihazlarının incelenmesine kadar karmaşık biyolojik sistemlerBu, astrofiziksel ve teknolojik bağlamlarda küresel iklim ve plazma dinamiklerinin ayrıntılı analizini de içermektedir.

Bilin klasik fizik dalları Ve modern ve çağdaş fizikle olan ilişkisi, doğa bilimlerinin nasıl yapılandırıldığını ve büyük ilerlemelere rağmen klasik yasaların ve modellerin çevremizdeki dünyayı tanımlamak ve sayısız alanda teknolojik çözümler geliştirmek için neden temel araçlar olarak kaldığını daha iyi anlamamızı sağlar.