Physik ist die Wissenschaft, die die Eigenschaften und Struktur der Materie, die Formen ihrer Bewegung sowie ihre gegenseitigen Transformationen untersucht. Die Physik ist eine der grundlegendsten wissenschaftlichen Disziplinen und ihr Hauptziel besteht darin, zu verstehen, wie sich das Universum verhält.
Die Physik ist vielleicht die wichtigste Grundlagenwissenschaft der Natur, da mit ihrer Hilfe jedes andere physikalische Phänomen, das in anderen Naturwissenschaften wie der Chemie oder Biologie zu finden ist, prinzipiell erklärt werden kann.
Klassische Physik
Die klassische Physik umfasst traditionelle Zweige und Fächer, die vor Beginn des 20. Jahrhunderts gut entwickelt waren: klassische Mechanik, Akustik, Optik, Thermodynamik und Elektromagnetismus.
Klassische Mechanik
Die klassische Mechanik befasst sich mit Körpern, die durch Kräfte angetrieben werden, und Körpern in Bewegung und kann unterteilt werden in:
Statik: das Studium der Kräfte, die auf einen bewegungslosen Körper wirken.
Kinematik : ist das Studium der Bewegung, ohne zu berücksichtigen, was sie verursacht.
Dynamik : ist das Studium der Bewegung und der Kräfte, die sie beeinflussen.
Die Mechanik kann auch unterteilt werden in: Festkörpermechanik und Strömungsmechanik, letztere umfasst Zweige wie: Hydrostatik, Hydrodynamik, Aerodynamik und Pneumatik.
In diesem Bereich lohnt es sich, die Bedeutung der drei von Sir entwickelten Newtonschen Gesetze hervorzuheben. Isaac Newton nach den Werken von Galileo Galilei. Mit diesen Gesetzen veränderten sie zusammen mit der universellen Gravitation die Sichtweise auf die physische Welt.
Akustik
Unter Akustik versteht man die Lehre davon, wie Schall erzeugt, kontrolliert, übertragen und empfangen wird .
Wichtige Zweige der Akustik sind:
Ultraschall ist die Untersuchung von Schallwellen mit einer sehr hohen Frequenz, die außerhalb des menschlichen Hörbereichs liegt
Bioakustik, auch Tier- und Hörphysik genannt
Elektroakustik, Manipulation akustischer Schallwellen mithilfe von Elektronik.
Optik
Optik ist die Lehre vom Licht und bezieht sich nicht nur auf sichtbares Licht, sondern auch auf Infrarot- und Ultraviolettstrahlung.
Thermodynamik
Die Thermodynamik ist der Zweig der Physik , der sich mit den Beziehungen zwischen Wärme und anderen Energieformen beschäftigt.
Elektromagnetismus
Ein elektrischer Strom erzeugt ein Magnetfeld und ein Magnetfeld induziert einen elektrischen Strom. Die Elektrostatik befasst sich mit ruhenden elektrischen Ladungen, die Elektrodynamik mit bewegten Ladungen und die Magnetostatik mit ruhenden Magnetpolen.
Moderne Physik
Die Elementarteilchenphysik (oder Hochenergiephysik) ist sogar noch kleiner, da sie sich auf die Grundeinheiten der Materie bezieht. Auf dieser Skala sind die üblichen Vorstellungen von Raum, Zeit, Materie und Energie nicht mehr gültig.
Die Quantenmechanik (oder Quantenphysik) befasst sich mit Phänomenen auf atomarer und subatomarer Ebene und den komplementären Aspekten von Teilchen und Wellen bei der Beschreibung dieser Phänomene.
Relativitätstheorie
Die Relativitätstheorie bezieht sich auf die Beschreibung von Phänomenen, die in einem Bezugssystem stattfinden, das sich relativ zu einem Beobachter bewegt.
Albert Einstein formulierte diese Theorie und stimmte mit Isaac Newton darin überein, dass Newtons Gesetze nur auf Phänomene angewendet werden könnten, die sich bei niedrigen Geschwindigkeiten im Vergleich zur Lichtgeschwindigkeit entwickeln.
Später erschien die Quantentheorie, die unter anderem von Max Planck, Albert Einstein und Niels Bohr entwickelt wurde.
Quantenphysik
Die Quantenphysik ist ein Zweig der Physik, der Phänomene beschreibt und untersucht, die auf extrem kleinen Skalen auftreten, beispielsweise bei Atomen und subatomaren Teilchen.
Im Gegensatz zur klassischen Physik, die sich mit der makroskopischen Welt befasst, konzentriert sich die Quantenphysik auf das Verhalten von Materie und Strahlung im Quantenbereich. Es basiert auf Prinzipien wie dem Welle-Teilchen-Dualismus, der Heisenbergschen Unschärferelation, Superposition und Quantenverschränkung.
Die Quantenphysik stellt die klassische Intuition aufgrund ihrer nicht intuitiven Konzepte in Frage, etwa der Fähigkeit von Teilchen, sich gleichzeitig in mehreren Zuständen zu befinden, der Interferenz zwischen Wahrscheinlichkeitswellen und der augenblicklichen Korrelation zwischen verschränkten Teilchen.
Obwohl sie abstrakt und komplex sein mag, hat sich die Quantenphysik als äußerst erfolgreiche Theorie erwiesen, die die Grundlage für technologische Fortschritte wie Quantenelektronik, Quantencomputer und Quantenkryptographie bildet.
Kernphysik
Die Kernphysik ist ein Zweig der Physik, der sich auf die Untersuchung von Atomkernen konzentriert, also der subatomaren Teilchen, aus denen der Atomkern besteht. Diese Disziplin befasst sich mit der Untersuchung der Eigenschaften und Verhaltensweisen von Atomkernen sowie der Wechselwirkungen zwischen ihnen.
Dieser Zweig der Physik konzentriert sich auf Phänomene wie Kernzerfall, Kernspaltung und -fusion, Radioaktivität und Kernreaktionen. Darüber hinaus geht es auch um die Erforschung der praktischen Anwendung der Kernenergie und der medizinischen Nutzung ionisierender Strahlung.
Die Kernphysik ist von grundlegender Bedeutung für das Verständnis der Struktur und Funktionsweise des Atomkerns, was für das Verständnis der Natur von Materie und Energie auf subatomarer Ebene von wesentlicher Bedeutung ist.
Astronomie
Dieser Zweig der Astronomie basiert auf der Nutzung physikalischer Gesetze wie Newtons Gravitationsgesetz und Einsteins Relativitätstheorie, um Bewegungen, Wechselwirkungen und Ereignisse im Weltraum zu analysieren und vorherzusagen.
Darüber hinaus befasst sich die Astronomie in der Physik auch mit Fragen im Zusammenhang mit Energie, elektromagnetischer Strahlung und der Dynamik astronomischer Systeme und ermöglicht so ein tieferes Verständnis kosmischer Prozesse.
