Chia sẻ:
9 ngành vật lý cổ điển và hiện đại
Trong số ngành vật lý cổ điển và hiện đại chúng ta có thể làm nổi bật âm học, quang học hoặc cơ học trong lĩnh vực nguyên thủy nhất và vũ trụ học, cơ học lượng tử hoặc thuyết tương đối trong các ứng dụng gần đây nhất.
Vật lý cổ điển mô tả các lý thuyết được phát triển trước năm 1900 và vật lý hiện đại là những sự kiện xảy ra sau năm 1900. Vật lý cổ điển liên quan đến vật chất và năng lượng, ở quy mô vĩ mô, mà không đi vào nghiên cứu lượng tử phức tạp hơn. vật lý hiện đại.
Max Planck, một trong những nhà khoa học quan trọng nhất trong lịch sử, đã đánh dấu sự kết thúc của vật lý cổ điển và sự khởi đầu của vật lý hiện đại với cơ học lượng tử.
Các ngành vật lý cổ điển
1- Âm học
Tai là công cụ sinh học tuyệt vời để nhận được các rung động sóng nhất định và giải thích chúng là âm thanh.
Âm học, liên quan đến việc nghiên cứu âm thanh (sóng cơ học trong chất khí, chất lỏng và chất rắn), có liên quan đến việc sản xuất, kiểm soát, truyền tải, tiếp nhận và ảnh hưởng của âm thanh.
Công nghệ âm thanh bao gồm âm nhạc, nghiên cứu các hiện tượng địa chất, khí quyển và tàu ngầm.
Tâm lý học, nghiên cứu tác động vật lý của âm thanh trong các hệ thống sinh học, lần đầu tiên kể từ khi Pythagoras nghe thấy, âm thanh của dây rung và búa đập vào những chiếc đe vào thế kỷ thứ sáu trước Công nguyên. C. Nhưng sự phát triển ấn tượng nhất trong y học, là công nghệ siêu âm.
2- Điện và từ
Điện và từ tính đến từ một lực điện từ duy nhất. Điện từ là một nhánh của khoa học vật lý mô tả sự tương tác của điện và từ.
Từ trường được tạo ra bởi một dòng điện chuyển động và từ trường có thể tạo ra sự chuyển động của điện tích (dòng điện). Các quy tắc của điện từ cũng giải thích các hiện tượng địa từ và điện từ, mô tả cách thức các hạt tích điện của các nguyên tử tương tác.
Trước đây, điện từ đã được trải nghiệm trên cơ sở ảnh hưởng của sét và bức xạ điện từ như một hiệu ứng ánh sáng.
Từ tính đã được sử dụng trong một thời gian dài, như một công cụ cơ bản để điều hướng bởi la bàn.
Hiện tượng tích điện khi nghỉ ngơi, được phát hiện bởi người La Mã cổ đại, người đã quan sát cách thức mà một chiếc lược cọ xát thu hút các hạt. Trong bối cảnh các điện tích dương và âm, các điện tích bằng nhau đẩy nhau và các điện tích khác nhau thu hút lẫn nhau.
Bạn có thể quan tâm đến việc tìm hiểu thêm về chủ đề này bằng cách khám phá 8 loại sóng điện từ và đặc điểm của chúng.
3- Cơ học
Nó liên quan đến hành vi của các cơ thể vật lý, khi chịu tác động của lực hoặc chuyển vị và các tác động tiếp theo của các cơ thể trong môi trường của chúng.
Vào buổi bình minh của chủ nghĩa hiện đại, các nhà khoa học Jayam, Galileo, Kepler và Newton đã đặt nền móng cho cái mà ngày nay được gọi là cơ học cổ điển.
Bộ môn phụ này liên quan đến sự chuyển động của lực lên các vật thể và các hạt đang nghỉ hoặc di chuyển với tốc độ thấp hơn đáng kể so với ánh sáng. Cơ học mô tả bản chất của cơ thể.
Cơ thể thuật ngữ bao gồm các hạt, đạn, tàu vũ trụ, ngôi sao, các bộ phận của máy móc, các bộ phận của chất rắn, các bộ phận của chất lỏng (khí và chất lỏng). Các hạt là các cơ thể có ít cấu trúc bên trong, được coi là các điểm toán học trong cơ học cổ điển.
Các vật cứng có kích thước và hình dạng, nhưng vẫn giữ được sự đơn giản gần giống với hạt và có thể bán cứng (đàn hồi, lỏng).
4- Cơ học chất lỏng
Cơ học chất lỏng mô tả dòng chảy của chất lỏng và khí. Động lực học chất lỏng là nhánh mà từ đó các phân ngành xuất hiện, như khí động học (nghiên cứu về không khí và các loại khí khác trong chuyển động) và thủy động lực học (nghiên cứu về chất lỏng chuyển động).
Động lực học chất lỏng được áp dụng rộng rãi: để tính toán lực và khoảnh khắc trong máy bay, việc xác định khối lượng của chất lỏng dầu thông qua các đường ống dẫn dầu, ngoài dự đoán về kiểu thời tiết, sự nén của tinh vân trong không gian liên sao và mô hình phân hạch hạt nhân.
Chi nhánh này cung cấp một cấu trúc có hệ thống bao gồm các quy luật thực nghiệm và bán thực nghiệm có nguồn gốc từ đo lường dòng chảy và được sử dụng để giải quyết các vấn đề thực tế.
Giải pháp cho vấn đề động lực học chất lỏng liên quan đến việc tính toán các tính chất của chất lỏng, như tốc độ dòng chảy, áp suất, mật độ và nhiệt độ và các chức năng của không gian và thời gian.
5- Quang học
Quang học liên quan đến các tính chất và hiện tượng của ánh sáng và tầm nhìn hữu hình và vô hình. Nghiên cứu hành vi và tính chất của ánh sáng, bao gồm cả sự tương tác của nó với vật chất, ngoài việc xây dựng các công cụ thích hợp.
Mô tả hành vi của ánh sáng nhìn thấy, tia cực tím và hồng ngoại. Vì ánh sáng là sóng điện từ, các dạng bức xạ điện từ khác như tia X, sóng vi ba và sóng vô tuyến có tính chất tương tự.
Chi nhánh này có liên quan đến nhiều ngành liên quan như thiên văn học, kỹ thuật, nhiếp ảnh và y học (nhãn khoa và đo thị lực). Các ứng dụng thực tế của nó được tìm thấy trong một loạt các công nghệ và các vật thể hàng ngày, bao gồm gương, ống kính, kính viễn vọng, kính hiển vi, laser và sợi quang.
6- Nhiệt động lực học
Chi nhánh vật lý nghiên cứu ảnh hưởng của công việc, nhiệt và năng lượng của một hệ thống. Nó được sinh ra vào thế kỷ 19 với sự xuất hiện của động cơ hơi nước. Nó chỉ liên quan đến việc quan sát và phản hồi trên quy mô lớn của một hệ thống có thể quan sát và đo lường được.
Tương tác khí quy mô nhỏ được mô tả bằng lý thuyết động học của chất khí. Các phương pháp bổ sung cho nhau và được giải thích dưới dạng nhiệt động lực học hoặc theo lý thuyết động học.
Các định luật nhiệt động lực học là:
- Luật Entanpi: liên quan đến các dạng động năng và thế năng khác nhau, trong một hệ thống, với công việc mà hệ thống có thể thực hiện, cộng với việc truyền nhiệt.
- Điều này dẫn đến luật thứ hai và định nghĩa của một biến trạng thái khác được gọi là luật entropy.
- các luật pháp định nghĩa trạng thái cân bằng nhiệt động trên quy mô lớn, nhiệt độ trái ngược với định nghĩa quy mô nhỏ liên quan đến động năng của các phân tử.
Chi nhánh vật lý hiện đại
7- Vũ trụ học
Đó là nghiên cứu về cấu trúc và động lực của Vũ trụ trên quy mô lớn hơn. Điều tra nguồn gốc, cấu trúc, sự tiến hóa và điểm đến cuối cùng của nó.
Vũ trụ học, với tư cách là một khoa học, bắt nguồn từ nguyên lý Copernicus - các thiên thể tuân theo các quy luật vật lý giống như các quy luật của Trái đất - và cơ học Newton, cho phép chúng ta hiểu các quy luật vật lý đó.
Vũ trụ học vật lý bắt đầu vào năm 1915 với sự phát triển của thuyết tương đối rộng của Einstein, sau đó là những khám phá quan sát lớn vào những năm 1920.
Những tiến bộ vượt bậc trong vũ trụ học quan sát từ những năm 1990, bao gồm nền vi sóng vũ trụ, các cuộc điều tra siêu tân tinh và thiên hà xa xôi, đã dẫn đến sự phát triển của một mô hình vũ trụ tiêu chuẩn.
Mô hình này tuân thủ nội dung của một lượng lớn vật chất tối và năng lượng tối có trong vũ trụ, mà bản chất của chúng vẫn chưa được xác định rõ..
8- Cơ học lượng tử
Nhánh vật lý nghiên cứu hành vi của vật chất và ánh sáng, trên thang đo nguyên tử và hạ nguyên tử. Mục tiêu của nó là mô tả và giải thích các tính chất của phân tử và nguyên tử và các thành phần của chúng: electron, proton, neutron và các hạt bí truyền khác như quark và gluon.
Các tính chất này bao gồm sự tương tác của các hạt với nhau và với bức xạ điện từ (ánh sáng, tia X và tia gamma).
Nhiều nhà khoa học đã góp phần thiết lập ba nguyên tắc cách mạng dần dần được chấp nhận và xác minh thử nghiệm từ năm 1900 đến 1930.
- Định lượng. Vị trí, tốc độ và màu sắc đôi khi chỉ có thể xảy ra với số lượng cụ thể (chẳng hạn như nhấp vào số theo số). Điều này trái ngược với khái niệm cơ học cổ điển, nói rằng các tính chất như vậy phải tồn tại trong một phổ phẳng và liên tục. Để mô tả ý tưởng rằng một số thuộc tính nhấp chuột, các nhà khoa học đặt ra động từ định lượng.
- Các hạt ánh sáng. Các nhà khoa học đã bác bỏ 200 năm thí nghiệm bằng cách cho rằng ánh sáng có thể hành xử giống như một hạt và không phải lúc nào cũng "giống như sóng / sóng trong hồ".
- Vật chất sóng. Vật chất cũng có thể hành xử như một làn sóng. Điều này được chứng minh bằng 30 năm thí nghiệm tuyên bố rằng vật chất (như electron) có thể tồn tại dưới dạng hạt.
9- Thuyết tương đối
Lý thuyết này bao gồm hai lý thuyết của Albert Einstein: thuyết tương đối đặc biệt, áp dụng cho các hạt cơ bản và tương tác của chúng - mô tả tất cả các hiện tượng vật lý trừ trọng lực - và thuyết tương đối rộng giải thích định luật hấp dẫn và mối quan hệ của nó với các lực khác bản chất.
Nó áp dụng cho lĩnh vực vũ trụ, vật lý thiên văn và thiên văn học. Thuyết tương đối đã biến đổi các định đề của vật lý và thiên văn học trong thế kỷ 20, xua đuổi 200 năm lý thuyết Newton.
Các khái niệm được giới thiệu như không-thời gian như một thực thể thống nhất, tính tương đối của tính đồng thời, sự giãn nở thời gian và động lực của thời gian và sự co lại của chiều dài.
Trong lĩnh vực vật lý, ông đã cải tiến khoa học về các hạt cơ bản và các tương tác cơ bản của chúng, cùng với sự khánh thành của thời đại hạt nhân.
Vũ trụ học và vật lý thiên văn dự đoán các hiện tượng thiên văn phi thường như sao neutron, lỗ đen và sóng hấp dẫn.
Ví dụ nghiên cứu của từng chi nhánh
1- Âm học: điều tra của UNAM
Phòng thí nghiệm âm học của Khoa Vật lý Khoa Khoa học của UNAM thực hiện nghiên cứu chuyên ngành trong việc phát triển và thực hiện các kỹ thuật để nghiên cứu các hiện tượng âm thanh.
Các thí nghiệm phổ biến nhất bao gồm các phương tiện khác nhau với các cấu trúc vật lý không giống nhau. Những phương tiện này có thể là chất lỏng, hầm gió hoặc sử dụng máy bay phản lực siêu âm.
Một cuộc điều tra hiện đang diễn ra trong UNAM là phổ tần số của một cây đàn guitar, tùy thuộc vào nơi nó được chơi. Tín hiệu âm thanh phát ra từ cá heo cũng đang được nghiên cứu (Forgach, 2017).
2- Điện và từ: ảnh hưởng của từ trường trong các hệ thống sinh học
Đại học quận Francisco Jose Caldas, tiến hành nghiên cứu về ảnh hưởng của từ trường trong các hệ thống sinh học. Tất cả điều này để xác định tất cả các cuộc điều tra trước đây đã được thực hiện về chủ đề này và đưa ra kiến thức mới.
Nghiên cứu chỉ ra rằng từ trường của Trái đất là vĩnh viễn và động, với các chu kỳ xen kẽ cả cường độ cao và thấp.
Họ cũng nói về các loài phụ thuộc vào cấu hình của từ trường này để tự định hướng, chẳng hạn như ong, kiến, cá hồi, cá voi, cá mập, cá heo, bướm, rùa, trong số những người khác (Fuentes, 2004).
3- Cơ học: cơ thể người và không trọng lực
Trong hơn 50 năm, NASA đã nghiên cứu nâng cao về tác động của trọng lực bằng không đối với cơ thể con người.
Những cuộc điều tra này đã cho phép nhiều phi hành gia di chuyển an toàn trên Mặt trăng hoặc sống hơn một năm trên Trạm vũ trụ quốc tế.
Nghiên cứu của NASA phân tích các tác động cơ học mà trọng lực bằng không gây ra cho cơ thể, với mục tiêu giảm chúng và đảm bảo rằng các phi hành gia có thể được gửi đến những nơi xa hơn trong hệ mặt trời (Strickland & Crane, 2016).
4- Cơ học của chất lỏng: Hiệu ứng Leidenfrost
Hiệu ứng Leidenfrost là hiện tượng xảy ra khi một giọt chất lỏng chạm vào bề mặt nóng ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sôi của nó.
Các sinh viên tiến sĩ của Đại học Liège đã tạo ra một thí nghiệm để biết ảnh hưởng của trọng lực đến thời gian bay hơi của chất lỏng và hành vi của điều này trong quá trình nói.
Bề mặt ban đầu được làm nóng và nghiêng khi cần thiết. Các giọt nước được sử dụng được theo dõi bằng ánh sáng hồng ngoại, kích hoạt động cơ servo mỗi khi chúng di chuyển ra khỏi trung tâm bề mặt (Investigación y ciencia, 2015).
5- Quang học: Quan sát Ritter
Johann Wilhelm Ritter là một dược sĩ và nhà khoa học người Đức, người đã thực hiện nhiều thí nghiệm y học và khoa học. Trong số những đóng góp đáng chú ý nhất của ông đối với lĩnh vực quang học là phát hiện ra tia cực tím.
Ritter dựa trên nghiên cứu của mình về việc phát hiện ra ánh sáng hồng ngoại của William Herschel vào năm 1800, xác định theo cách này rằng sự tồn tại của ánh sáng vô hình là có thể và tiến hành thí nghiệm với clorua bạc và các chùm ánh sáng khác nhau (Cool Cosmos, 2017).
6- Nhiệt động lực học: năng lượng mặt trời nhiệt động lực học ở Mỹ Latinh
Nghiên cứu này tập trung vào nghiên cứu các nguồn năng lượng và nhiệt thay thế, như năng lượng mặt trời, với dự báo nhiệt động lực học của năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng bền vững là mối quan tâm chính của nó (Bernardelli, 201).
Với mục đích này, tài liệu nghiên cứu được chia thành năm loại:
1- Bức xạ mặt trời và phân phối năng lượng trên bề mặt trái đất.
2- Công dụng của năng lượng mặt trời.
3- Cơ sở và sự phát triển của việc sử dụng năng lượng mặt trời.
4- Cài đặt và loại nhiệt động.
5- Nghiên cứu trường hợp ở Brazil, Chile và Mexico.
7- Vũ trụ học: Khảo sát năng lượng tối
Khảo sát năng lượng tối, hay Khảo sát năng lượng tối, là một nghiên cứu khoa học được thực hiện vào năm 2015, với mục đích chính là đo cấu trúc quy mô lớn của vũ trụ.
Với nghiên cứu này, quang phổ đã được mở ra cho nhiều cuộc điều tra vũ trụ học, nhằm xác định lượng vật chất tối có trong vũ trụ hiện tại và sự phân bố của nó.
Mặt khác, các kết quả do DES đưa ra trái ngược với các lý thuyết truyền thống về vũ trụ, được ban hành sau sứ mệnh không gian Planck, được tài trợ bởi Cơ quan Vũ trụ châu Âu.
Nghiên cứu này đã xác nhận lý thuyết rằng vũ trụ hiện bao gồm 26% vật chất tối.
Bản đồ định vị cũng được phát triển để đo chính xác cấu trúc của 26 triệu thiên hà xa xôi (Bernardo, 2017).
8- Cơ học lượng tử: lý thuyết thông tin và điện toán lượng tử
Nghiên cứu này tìm cách điều tra hai lĩnh vực khoa học mới, như thông tin và điện toán lượng tử. Cả hai lý thuyết là nền tảng cho sự tiến bộ của các thiết bị xử lý thông tin và viễn thông.
Nghiên cứu này trình bày trạng thái hiện tại của điện toán lượng tử, được hỗ trợ bởi những tiến bộ của Nhóm tính toán lượng tử (GQC) (López), một tổ chức chuyên đưa ra các cuộc nói chuyện và tạo ra kiến thức về chủ đề này, dựa trên cơ sở đầu tiên Turing định đề về điện toán.
9- Thuyết tương đối: Thí nghiệm Icarus
Nghiên cứu thử nghiệm của Icarus, được thực hiện trong phòng thí nghiệm Gran Sasso ở Ý, đã mang lại sự yên tĩnh cho thế giới khoa học bằng cách xác minh rằng thuyết tương đối của Einstein là đúng.
Cuộc điều tra này đã đo vận tốc của bảy neutrino với chùm ánh sáng do Trung tâm nghiên cứu hạt nhân châu Âu (Cern) đưa ra, kết luận rằng neutrino không vượt quá tốc độ ánh sáng, như đã được kết luận trong thí nghiệm trước đây của cùng phòng thí nghiệm.
Những kết quả này trái ngược với những kết quả thu được trong các thí nghiệm trước đây của CERN, trong những năm trước đã kết luận rằng neutrino di chuyển nhanh hơn 730 km so với ánh sáng.
Rõ ràng, kết luận trước đây được đưa ra bởi CERN là do kết nối GPS kém tại thời điểm thử nghiệm (El tiempo, 2012).
Tài liệu tham khảo
- Vật lý cổ điển khác với vật lý hiện đại như thế nào? Truy xuất tại tham khảo.com.
- Điện và từ tính. Thế giới Khoa học Trái đất. Bản quyền 2003, Tập đoàn Gale, Inc. Lấy tại bách khoa toàn thư.
- Cơ học Truy cập trên wikipedia.org.
- Chất lỏng Dinamic. Truy cập trên wikipedia.org.
- Quang học Định nghĩa Truy xuất từ điển.com.
- Quang học McGraw-Hill Encyclopedia of Science and Technology (Ed lần thứ 5). Đồi McGraw. 1993.
- Quang học Truy cập trên wikipedia.org.
- Thuật ngữ là gì? Phục hồi tại grc.nasa.gov.
- Einstein A. (1916). Thuyết tương đối: Lý thuyết đặc biệt và tổng quát. Truy cập trên wikipedia.org.
- Ý chí, Clifford M (2010). "Thuyết tương đối". Bách khoa toàn thư đa phương tiện Grolier. Truy cập trên wikipedia.org.
- Bằng chứng cho Big Bang là gì? Đã được phục hồi trong astro.ucla.edu.
- Planck tiết lộ và vũ trụ gần như hoàn hảo. Phục hồi trong đó.int.