ANG 13 MGA SANGAY NG KLASIKAL AT MODERNONG PISIKA - PISIKAL - 2024

Kabilang sa mga sanga ng klasikal at modernong pisika maaari nating mai-highlight ang mga acoustics, optika o mekanika sa pinaka primitive na larangan, at kosmolohiya, mekanika ng kabuuan o kapamanggitan sa mga mas kamakailang aplikasyon.

Inilarawan ng pisika sa Klasiko ang mga teorya na binuo bago pa noong 1900, at modernong pisika ang mga pangyayaring naganap pagkatapos ng 1900. Ang pisika ng klasikal ay tumatalakay sa bagay at enerhiya, sa isang macro-scale, nang hindi nasisiyasat sa mas kumplikadong pag-aaral ng mga dami. ng modernong pisika.

Si Max Planck, isa sa pinakamahalagang siyentipiko sa kasaysayan, ay minarkahan ang pagtatapos ng klasikal na pisika at ang simula ng modernong pisika na may mekanika ng kabuuan.

Mga sanga ng klasikal na pisika

1- Acoustics

Ang tainga ay ang biological na instrumento ng kahusayan upang makatanggap ng ilang mga panginginig ng alon at bigyang kahulugan ang mga ito bilang tunog.

Ang mga acoustics, na may kinalaman sa pag-aaral ng tunog (mekanikal na alon sa mga gas, likido at solido), ay nauugnay sa paggawa, kontrol, paghahatid, pagtanggap at mga epekto ng tunog.

Kasama sa teknolohiya ng tunog ang musika, ang pag-aaral ng geological, atmospheric at sa ilalim ng tubig na mga phenomena.

Ang mga psychoacoustics ay nag-aaral ng mga pisikal na epekto ng tunog sa mga biological system, na naroroon mula nang narinig ni Pythagoras, sa kauna-unahang pagkakataon, ang mga tunog ng mga nakakabit na mga string at mga martilyo na pumapasok sa anvils noong ika-6 na siglo BC. Ngunit ang pinaka nakakagulat na pag-unlad sa gamot ay ang teknolohiya ng ultratunog.

2- Elektrisidad at Magnetismo

Ang elektrisidad at magnetismo ay nagmula sa isang solong lakas ng elektromagnetiko. Ang electromagnetism ay isang sangay ng pisikal na agham na naglalarawan ng mga pakikipag-ugnayan ng kuryente at magnetism.

Ang magnetic field ay nilikha sa pamamagitan ng isang gumagalaw na kasalukuyang electric at isang magnetic field ay maaaring makapukaw ng paggalaw ng mga singil (electric current). Ang mga patakaran ng electromagnetism ay nagpapaliwanag din sa mga geomagnetic at electromagnetic phenomena, na naglalarawan kung paano nakikipag-ugnay ang mga sisingilin na mga particle ng atoms.

Dati, ang electromagnetism ay naranasan batay sa mga epekto ng kidlat at electromagnetic radiation bilang isang light effect.

Ang magneto ay matagal nang ginamit bilang isang pangunahing instrumento para sa nabigasyon na pag-navigate sa compass.

Ang kababalaghan ng mga singil ng kuryente sa pahinga ay napansin ng mga sinaunang Romano, na na-obserbahan ang paraan kung saan ang isang rubbed comb ay nakakaakit ng mga partikulo. Sa konteksto ng positibo at negatibong mga singil, tulad ng mga singil na itinataboy, at iba't ibang mga singil na nakakaakit.

Maaari kang maging interesado na malaman ang higit pa tungkol sa paksang ito sa pamamagitan ng pagtuklas ng 8 uri ng mga electromagnetic waves at ang kanilang mga katangian.

3- Mekanika

Ito ay may kaugnayan sa pag-uugali ng mga pisikal na katawan, kapag sila ay napapailalim sa mga puwersa o mga displacement, at ang kasunod na mga epekto ng mga katawan sa kanilang kapaligiran.

Sa bukang-liwayway ng modernismo, inilagay ng mga siyentipiko na si Jayam, Galileo, Kepler, at Newton ang batayan para sa kung ano ang ngayon ay kilala bilang klasikal na mekanika.

Ang sub-disiplina na ito ay tumutukoy sa paggalaw ng mga puwersa sa mga bagay at mga partikulo na nagpapahinga o gumagalaw sa bilis na makabuluhang mas mabagal kaysa sa ilaw. Inilarawan ng mekanika ang likas na katangian ng mga katawan.

Ang term na katawan ay may kasamang mga partikulo, projectiles, sasakyang pangalangaang, mga bituin, mga bahagi ng makinarya, mga bahagi ng solido, mga bahagi ng likido (mga gas at likido). Ang mga partikulo ay mga katawan na may maliit na panloob na istraktura, itinuturing bilang mga puntos sa matematika sa mga klasikal na mekanika.

Ang mga matibay na katawan ay may sukat at hugis, ngunit panatilihin ang isang pagiging simple na malapit sa na ng maliit na butil at maaaring semi-matigas (nababanat, likido).

4- Mga mekanismo ng likido

Ang mga mekanika ng likido ay naglalarawan ng daloy ng mga likido at gas. Ang likido na dinamika ay ang sangay kung saan lumabas ang mga sub-disiplina tulad ng aerodynamics (ang pag-aaral ng hangin at iba pang mga gas na gumagalaw) at hydrodynamics (ang pag-aaral ng mga likido sa paggalaw).

Ang mga likido na dinamika ay malawak na inilalapat: para sa pagkalkula ng mga puwersa at sandali sa mga eroplano, ang pagpapasiya ng masa ng likido ng petrolyo sa pamamagitan ng mga pipelines, bilang karagdagan sa hula ng mga pattern ng panahon, ang compression ng nebulae sa puwang ng interstellar at pagmomolde ng sandata ng fission fairy.

Ang sangay na ito ay nag-aalok ng isang sistematikong istraktura na sumasaklaw sa mga batas na empirikal at semi-empirical na nagmula sa pagsukat ng daloy at ginamit upang malutas ang mga praktikal na problema.

Ang solusyon sa isang problema sa likido ng dinamika ay nagsasangkot sa pagkalkula ng mga katangian ng likido, tulad ng daloy ng bilis, presyon, density, at temperatura, at pag-andar ng espasyo at oras.

5- Optika

Ang mga optika ay nakikipag-usap sa mga katangian at phenomena ng nakikita at hindi nakikita na ilaw at paningin. Pag-aralan ang pag-uugali at pag-aari ng ilaw, kabilang ang mga pakikipag-ugnay nito sa bagay, bilang karagdagan sa pagbuo ng naaangkop na mga instrumento.

Inilalarawan ang pag-uugali ng nakikita, ultraviolet, at infrared light. Dahil ang ilaw ay isang electromagnetic wave, ang iba pang mga anyo ng radiation ng electromagnetic tulad ng X-ray, microwaves, at radio waves ay may magkatulad na katangian.

Ang sangay na ito ay nauugnay para sa maraming mga kaugnay na disiplina tulad ng astronomiya, engineering, photography at gamot (ophthalmology at optometry). Ang mga praktikal na aplikasyon ay matatagpuan sa iba't ibang mga pang-araw-araw na bagay at teknolohiya, kabilang ang mga salamin, lens, teleskopyo, mikroskopyo, laser, at optika ng hibla.

6- Thermodynamics

Sangay ng pisika na nag-aaral ng mga epekto ng trabaho, init, at enerhiya sa isang sistema. Ipinanganak ito noong ika-19 na siglo na may hitsura ng steam engine. Tumatalakay lamang ito sa malaking sukat na pagmamasid at pagtugon ng isang napapansin at masusukat na sistema.

Ang mga pakikipag-ugnay sa maliit na sukat ng gas ay inilarawan ng teorya ng kinetic ng mga gas. Ang mga pamamaraan ay umaakma sa bawat isa at ipinaliwanag sa mga tuntunin ng thermodynamics o sa pamamagitan ng kinetic theory.

Ang mga batas ng thermodynamics ay:

• Enthalpy Law : Inuugnay ang iba't ibang anyo ng kinetic at potensyal na enerhiya, sa isang system, kasama ang gawaing magagawa ng system, kasama ang paglipat ng init.
• Ito ay humahantong sa pangalawang batas, at sa kahulugan ng ibang variable ng estado na tinatawag na batas ng entropy .
• Ang batas ng zeroth ay tumutukoy sa malakihang thermodynamic equilibrium, ng temperatura kumpara sa maliit na sukat na kahulugan na nauugnay sa kinetic enerhiya ng mga molekula.

Mga sanga ng modernong pisika

7- Kosmolohiya

Ito ay ang pag-aaral ng mga istruktura at dinamika ng Uniberso sa isang mas malaking sukat. Sisiyasat ang pinagmulan, istraktura, ebolusyon at panghuling patutunguhan.

Ang kosmolohiya, bilang isang agham, na nagmula sa prinsipyo ng Copernicus - ang mga kalangitan ng langit ay sumusunod sa mga pisikal na batas na magkapareho sa mga daigdig ng Mundo - at mga mekanikong Newtonian, na nagpapahintulot sa amin na maunawaan ang mga pisikal na batas na ito.

Ang pisikal na kosmolohiya ay nagsimula noong 1915 sa pagbuo ng pangkalahatang teorya ng relasyong Einstein, na sinundan ng mahusay na pagtuklas sa pagtuklas noong 1920s.

Ang dramatikong pagsulong sa obserbasyonal na kosmolohiya mula pa noong 1990s, kasama ang background ng kosmiko microwave, malayong supernovae, at pag-redshift ng pagtaas ng kalawakan, na humantong sa pagbuo ng isang karaniwang modelo ng kosmolohiya.

Ang modelong ito ay sumusunod sa nilalaman ng maraming mga madilim na bagay at madilim na energies na nilalaman sa uniberso, na ang kalikasan ay hindi pa mahusay na tinukoy.

8- Dami ng Mekanika

Sangay ng pisika na nag-aaral ng pag-uugali ng bagay at ilaw, sa scale ng atom at subatomic. Ang pakay nito ay upang ilarawan at ipaliwanag ang mga katangian ng mga molekula at atomo at ang kanilang mga sangkap: mga elektron, proton, neutron at iba pang mga esoteric particle tulad ng mga pag-agaw at gluon.

Ang mga pag-aari na ito ay kinabibilangan ng mga pakikipag-ugnayan ng mga particle sa bawat isa at may electromagnetic radiation (ilaw, X-ray, at gamma ray).

Maramihang mga siyentipiko ang nag-ambag sa pagtatatag ng tatlong rebolusyonaryong prinsipyo na unti-unting nakakuha ng pagtanggap at pag-verify ng eksperimento sa pagitan ng 1900 at 1930.

• Dami na mga katangian . Posisyon, bilis, at kulay kung minsan ay magaganap lamang sa mga tiyak na halaga (tulad ng pag-click sa numero ayon sa bilang). Kabaligtaran ito sa konsepto ng mga klasikal na mekanika, na nagsasabi na ang mga nasabing katangian ay dapat na umiiral sa isang patag, tuluy-tuloy na spectrum. Upang mailalarawan ang ideya na ang ilang pag-click sa mga pag-click, pinagsama ng mga siyentipiko ang pandiwa na binibilang.
• Mga ilaw na partikulo . Tinanggihan ng mga siyentipiko ang 200 taon ng mga eksperimento sa pamamagitan ng pag-post na ang ilaw ay maaaring kumilos tulad ng isang maliit na butil at hindi palaging "tulad ng mga alon / alon sa isang lawa."
• Mga alon ng bagay . Ang bagay ay maaari ring kumilos tulad ng isang alon. Ipinakita ito ng 30 taon ng mga eksperimento na nagpapatunay na ang bagay (tulad ng mga electron) ay maaaring umiral bilang mga partikulo.

9- Kaakibat

Ang teoryang ito ay sumasaklaw sa dalawang teorya ni Albert Einstein: espesyal na pagkakaugnay, na naaangkop sa mga elementong elementarya at kanilang mga pakikipag-ugnay-na naglalarawan sa lahat ng mga pisikal na pangyayari maliban sa gravity- at pangkalahatang kapamanggitan na nagpapaliwanag ng batas ng gravitation at ang kaugnayan nito sa iba pang mga puwersa ng likas na katangian.

Nalalapat ito sa kosmolohiko, astrophysical, at astronomy na kaharian. Ang kapamanggitan ay nagbago ng mga postulate ng pisika at astronomya sa ika-20 siglo, na ipinagbawal ang 200 taon ng teoryang Newtonian.

Ipinakilala niya ang mga konsepto tulad ng spacetime bilang isang pinag-isang entity, sabay-sabay na pagkakaugnay, kinematic at gravitational dilation ng oras, at pag-urong ng longitude.

Sa larangan ng pisika, pinagbuti niya ang agham ng mga elementong elementarya at ang kanilang mga pangunahing pakikipag-ugnayan, kasama ang inagurasyon ng edad na nuklear.

Ang kosmolohiya at astrophysics ay hinulaang ang pambihirang mga hindi pangkaraniwang mga pangyayari tulad ng mga bituin ng neutron, itim na butas, at mga alon ng gravitational.

10-Nukleyar na pisika

Ito ay isang larangan ng pisika na nag-aaral sa atomic nucleus, mga pakikipag-ugnayan sa iba pang mga atomo at mga partikulo, at mga nasasakupan nito.

11-Biophysics

Pormal, ito ay isang sangay ng biology, bagaman malapit itong nauugnay sa pisika, dahil pinag-aaralan nito ang biology na may pisikal na mga prinsipyo at pamamaraan.

12-Astrophysics

Pormal, ito ay isang sangay ng astronomya, bagaman malapit na nauugnay sa pisika, dahil pinag-aaralan nito ang pisika ng mga bituin, ang kanilang komposisyon, ebolusyon at istraktura.

13-Geophysics

Ito ay isang sangay ng heograpiya, bagaman malapit itong nauugnay sa pisika, dahil pinag-aaralan nito ang Earth sa mga pamamaraan at prinsipyo ng pisika.

Mga halimbawa ng pananaliksik mula sa bawat sangay

1- Mga akustika: Pananaliksik sa UNAM

Ang laboratoryo ng acoustics ng Kagawaran ng Physics ng Faculty of Sciences ng UNAM ay nagsasagawa ng dalubhasang pananaliksik sa pagbuo at pagpapatupad ng mga diskarte na nagpapahintulot sa pag-aaral ng mga acoustic phenomena.

Ang pinakakaraniwang eksperimento ay kinabibilangan ng iba't ibang media na may hindi magkakaibang pisikal na mga istruktura. Ang mga media na ito ay maaaring likido, tunnels ng hangin, o ang paggamit ng isang supersonic jet.

Ang isang pagsisiyasat na kasalukuyang nagaganap sa UNAM ay ang dalas ng spectrum ng isang gitara, depende sa kung saan ito natamaan. Ang mga signal ng acoustic na inilabas ng mga dolphin ay pinag-aaralan din (Kalimutan, 2017).

2- Elektrisidad at magnetism: epekto ng magnetic field sa biological system

Ang Francisco José Caldas District University ay nagsasagawa ng pananaliksik sa epekto ng magnetic field sa mga biological system. Ang lahat ng ito upang matukoy ang lahat ng nakaraang pananaliksik na nagawa sa paksa at mag-isyu ng bagong kaalaman.

Ang pananaliksik ay nagpapahiwatig na ang magnetic field ng Earth ay permanenteng at pabago-bago, na may mga alternatibong panahon ng parehong mataas at mababang lakas.

Sinasabi rin nila ang mga species na nakasalalay sa pagsasaayos ng magnetic field na ito upang mai-orient ang kanilang mga sarili, tulad ng mga bubuyog, ants, salmon, balyena, pating, dolphins, butterflies, pagong, bukod sa iba pa (Fuentes, 2004).

3- Mekanismo: katawan ng tao at zero gravity

Sa loob ng higit sa 50 taon, ang NASA ay nagsagawa ng pananaliksik sa mga epekto ng zero gravity sa katawan ng tao.

Ang mga pagsisiyasat na ito ay nagpapahintulot sa maraming mga astronaut na ligtas na lumipat sa Buwan, o mabuhay nang higit sa isang taon sa International Space Station.

Sinusuri ng pananaliksik ng NASA ang mga mekanikal na epekto na may zero gravity sa katawan, na may layuning bawasan ang mga ito at tinitiyak na ang mga astronaut ay maipadala sa mas malalayong lugar sa solar system (Strickland & Crane, 2016).

4- Mga mekanismo ng likido: Leidenfrost effect

Ang epekto ng Leidenfrost ay isang kababalaghan na nagaganap kapag ang isang patak ng isang likido ay humipo sa isang mainit na ibabaw, sa isang temperatura na mas mataas kaysa sa punto ng kumukulo.

Ang mga mag-aaral ng doktor sa Unibersidad ng Liège ay lumikha ng isang eksperimento upang malaman ang mga epekto ng grabidad sa oras ng pagsingaw ng isang likido, at ang pag-uugali nito sa prosesong ito.

Ang ibabaw ay una na pinainit at dumulas kung kinakailangan. Ang mga patak ng tubig na ginamit ay sinusubaybayan sa pamamagitan ng infrared light, pag-activate ng mga servo motor sa bawat oras na lumipat sila sa gitna ng ibabaw (Research and Science, 2015).

5- Optika: Ang mga obserbasyon ni Ritter

Si Johann Wilhelm Ritter ay isang Aleman na parmasyutiko at siyentista, na nagsagawa ng maraming mga eksperimentong medikal at pang-agham. Kabilang sa kanyang pinaka-kilalang mga kontribusyon sa larangan ng optika ay ang pagtuklas ng ultraviolet light.

Batay sa ritter ang kanyang pananaliksik sa pagtuklas ng infrared light ni William Herschel noong 1800, sa gayon ay tinutukoy na ang pagkakaroon ng mga hindi nakikita na ilaw ay posible at nagsasagawa ng mga eksperimento na may pilak na klorido at iba't ibang mga ilaw na ilaw (Cool Cosmos, 2017) .

6- Thermodynamics: thermodynamic solar energy sa Latin America

Ang pananaliksik na ito ay nakatuon sa pag-aaral ng mga alternatibong mapagkukunan ng enerhiya at init, tulad ng solar energy, na mayroong pangunahing interes ang thermodynamic projection ng solar energy bilang isang napapanatiling mapagkukunan ng enerhiya (Bernardelli, 201).

Para sa layuning ito, ang dokumento ng pag-aaral ay nahahati sa limang kategorya:

1- Ang radiation ng radiation at pamamahagi ng enerhiya sa ibabaw ng mundo.

2- Gumagamit ng solar energy.

3- Ang background at ebolusyon ng mga gumagamit ng solar na enerhiya.

4- Mga pag-install at uri ng Thermodynamic.

5- Mga pag-aaral sa kaso sa Brazil, Chile at Mexico.

7- Cosmology: Madilim na Surbey ng Enerhiya

Ang Survey on Dark Energy o Dark Energy Survey, ay isang pag-aaral na pang-agham na isinagawa noong 2015, na ang pangunahing layunin ay upang masukat ang malakihang istraktura ng uniberso.

Sa pamamagitan ng pagsisiyasat na ito, ang spectrum ay binuksan sa maraming mga kosmolohiko na mga katanungan, na naghahanap upang matukoy ang dami ng madilim na bagay na naroroon sa kasalukuyang uniberso at ang pamamahagi nito.

Sa kabilang banda, ang mga resulta na ginawa ng DES ay sumasalungat sa tradisyonal na mga teorya tungkol sa kosmos, na inisyu matapos ang misyon ng puwang ng Planck, na pinondohan ng European Space Agency.

Kinumpirma ng pananaliksik na ito ang teorya na ang uniberso ay kasalukuyang binubuo ng 26% madilim na bagay.

Ang mga setting ng mga mapa ay binuo din na tiyak na sinusukat ang istraktura ng 26 milyong malayong kalawakan (Bernardo, 2017).

8- Dami ng mekanika: teorya ng impormasyon at computing ng kabuuan

Ang pananaliksik na ito ay naglalayong siyasatin ang dalawang bagong lugar ng agham, tulad ng impormasyon at computing sa kabuuan. Ang parehong mga teorya ay pangunahing sa pagsulong ng mga telecommunications at mga aparato sa pagpoproseso ng impormasyon.

Ang pag-aaral na ito ay nagtatanghal ng kasalukuyang estado ng kabuuan ng computing, suportado ng mga pagsulong na ginawa ng Group of Quantum Computation (GQC) (López), isang institusyon na nakatuon sa pagbibigay ng mga pag-uusap at pagbuo ng kaalaman sa paksa, batay sa una Ang post ni Turing sa computing.

9- Kaakibat: eksperimento sa Icarus

Ang Icarus eksperimentong pananaliksik, na isinagawa sa laboratoryo ng Gran Sasso, Italy, ay nagdala ng katiyakan sa siyentipikong mundo sa pamamagitan ng pagpapatunay na ang teorya ni Einstein ng kapamanggitan ay totoo.

Sinusukat ng pananaliksik na ito ang bilis ng pitong neutrinos na may isang light beam na ibinigay ng European Center for Nuclear Research (CERN), na nagtatapos na ang mga neutrino ay hindi lalampas sa bilis ng ilaw, tulad ng natapos sa mga nakaraang eksperimento sa parehong laboratoryo.

Ang mga resulta na ito ay kabaligtaran ng nakuha sa mga nakaraang eksperimento ng CERN, na noong mga nakaraang taon ay nagtapos na ang mga neutrino ay bumiyahe ng 730 kilometro nang mas mabilis kaysa sa ilaw.

Tila, ang konklusyon na dating ibinigay ng CERN ay dahil sa isang hindi magandang koneksyon sa GPS sa oras na isinagawa ang eksperimento (El tiempo, 2012).

Mga Sanggunian

1. Paano naiiba ang klasikal na pisika mula sa modernong pisika? Nabawi sa sanggunian.com.
2. Elektrisidad at magnetism. World Science Earth. Ang copyright 2003, The Gale Group, Inc. Nakuha sa encyclopedia.com.
3. Mekanika. Nabawi sa wikipedia.org.
4. Fluid Dynamics. Nabawi sa wikipedia.org.
5. Optika. Kahulugan. Nabawi sa dictionary.com.
6. Optika. McGraw-Hill Encyclopedia ng Agham at Teknolohiya (Ika-5 Ed.). McGraw-Hill. 1993.
7. Optika. Nabawi sa wikipedia.org.
8. Ano ang termodynamics? Nabawi sa grc.nasa.gov.
9. Einstein A. (1916). Pakikipagkapwa: Ang Espesyal at Pangkalahatang Teorya. Nabawi sa wikipedia.org.
10. Will, Clifford M (2010). "Pakakaugnayan". Grolier Multimedia Encyclopedia. Nabawi sa wikipedia.org.
11. Ano ang ebidensya para sa Big Bang? Nabawi sa astro.ucla.edu.
12. Inihayag ng Planck at halos perpektong uniberso. Nabawi sa esa.int.