fizika

fizika , zinātne, kas nodarbojas ar matērijas struktūru un mijiedarbību starp fundamentālo sastāvdaļas no novērojamajiem Visums . Plašākā nozīmē fizika (no grieķu valodas fizikos ) attiecas uz visiem dabas aspektiem gan makroskopiskajā, gan submikroskopiskajā līmenī. Tās pētījumu apjoms aptver ne tikai objektu uzvedība, iedarbojoties uz dotajiem spēkiem, bet arī gravitācijas, elektromagnētiskā un kodolspēka lauku raksturs un izcelsme. Tās galvenais mērķis ir formulēt dažus aptverošs principi, kas apvieno un izskaidro visus šādus neprātība parādības.

Bernulli gāzes spiediena modelis

Bernulli gāzes spiediena modelis Kā to iecerējis Daniels Bernulli Hidrodinamika (1738), gāzes sastāv no daudzām daļiņām ātrā nejaušā kustībā. Viņš pieņēma, ka gāzes spiedienu rada daļiņu tieša ietekme uz tvertnes sienām. Encyclopædia Britannica, Inc .; pamatojoties uz Danielu Bernulli, Hidrodinamika (1738)



Galvenie jautājumi

Kas ir fizika?

Fizika ir zinātnes nozare, kas nodarbojas ar jautājums un kā mijiedarbojas Visuma pamatsastāvdaļas. Tas pēta objektus, sākot no ļoti maziem, izmantojot kvantu mehāniku, līdz visumam, izmantojot vispārējo relativitāti.



kuru minerāla īpašību mēra mērs mohs?

Kāpēc fizika darbojas SI mērvienībās?

Fiziķi un citi zinātnieki savā darbā izmanto Starptautisko mērvienību sistēmu (SI), jo vēlas izmantot sistēmu, par kuru ir vienojušies zinātnieki visā pasaulē. Kopš 2019. gada SI vienības ir definētas kā pamata fiziskās konstantes, kas nozīmē, ka zinātnieki jebkur, kur izmanto SI, var vienoties par vienībām, kuras viņi izmanto fizisko parādību mērīšanai.

Fizika ir pamats fiziskā zinātne . Līdz diezgan nesenam laikam fizika un dabas filozofija tika savstarpēji aizstāti zinātnei, kuras mērķis ir dabas pamatlikumu atklāšana un formulēšana. Kad mūsdienu zinātnes attīstījās un kļuva arvien specializētākas, fizika sāka apzīmēt to fizikālās zinātnes daļu, kas nav iekļauta astronomijā, ķīmija , ģeoloģija un inženierzinātnes. Fizikai tomēr ir svarīga loma visās dabaszinātnēs, un visiem šādiem laukiem ir atzari, kuros fiziskie likumi un mērījumi tiek īpaši akcentēti, un tiem ir tādi nosaukumi kā astrofizika, ģeofizika, biofizika un pat psihofizika. Fiziku pamatā var definēt kā zinātni par jautājums , kustība , un enerģija. Tās likumi matemātikas valodā parasti tiek izteikti ekonomiski un precīzi.



Gan eksperiments, gan parādību novērošana apstākļos, kas tiek kontrolēti pēc iespējas precīzāk, gan teorija, vienotas konceptuāls spēlē būtiskas un papildinošas lomas fizikas attīstībā. Fizisko eksperimentu rezultātā tiek veikti mērījumi, kurus salīdzina ar teorijas prognozēto rezultātu. Tiek teikts, ka teorija, kas ticami prognozē eksperimentu rezultātus, kuriem tā ir piemērojama, iemieso fizikas likumu. Tomēr likums vienmēr ir pakļauts modifikācijai, aizstāšanai vai ierobežošanai ar ierobežotāku domēnu, ja tas ir nepieciešams vēlāk.

no kurienes ir zemes vējš un uguns

Fizikas galīgais mērķis ir atrast vienotu likumu kopumu, kas regulē matēriju, kustību un enerģiju nelielos (mikroskopiskos) subatomiskos attālumos, cilvēka (makroskopiskajā) ikdienas mērogā un vislielākajos attālumos (piemēram, ekstragalaktiskā skala). Šis vērienīgais mērķis ir ievērojams. Kaut arī pilnīgi vienota fizisko parādību teorija vēl nav sasniegta (un, iespējams, nekad nebūs), šķiet, ka ļoti mazs fizisko pamatlikumu kopums spēj ņemt vērā visas zināmās parādības. Fizikas ķermenis, kas izveidojies apmēram līdz 20. gadsimta sākumam, kas pazīstams kā klasiskā fizika, lielā mērā var izskaidrot makroskopisko objektu kustības, kas lēnām pārvietojas attiecībā pret gaismas ātrumu, un tādas parādības kā: karstums , skaņu , elektrība, magnētisms un gaisma. Mūsdienu relativitātes un kvantu mehānikas attīstība modificē šos likumus, ciktāl tie attiecas uz lielāku ātrumu, ļoti masīviem objektiem un sīkām matērijas elementārām sastāvdaļām, piemēram, elektroniem, protoniem un neitroni .

Fizikas darbības joma

Tradicionāli organizētās klasiskās un mūsdienu fizikas nozares vai jomas ir norobežots zemāk.



Mehānika

Mehānika parasti tiek uzskatīta par objektu kustības (vai to kustības trūkuma) izpēti ar noteiktu spēku iedarbību. Klasisko mehāniku dažreiz uzskata par lietišķās matemātikas nozari. Tas sastāv no kinemātikas, kustības apraksta un dinamikas, spēku darbības izpētes, radot kustību vai statiskais līdzsvars (pēdējais kas veido statikas zinātne). 20. gadsimta priekšmeti kvants mehānika, kas ir būtiska vielas struktūras, subatomisko daļiņu, superplūstamības, supravadītspējas, neitronu zvaigznes , un citas galvenās parādības, un relatīvistiskā mehānika, kas ir svarīga, kad ātrums tuvojas gaismas ātrumam, ir mehānikas formas, kas tiks aplūkotas vēlāk šajā sadaļā.

Roberta Huka ilustrācija

ilustrācija Roberta Huka materiālu elastības likumam Ilustrācija Huka materiālu elastības likumam, parādot atsperes izstiepšanos proporcionāli pielietotajam spēkam, no Roberta Huka Lekcijas par spēku Restitutiva (1678). Photos.com/Jupiterimages

Klasiskajā mehānikā likumi sākotnēji tiek formulēti punktu daļiņām, kurās izmēri, formas un citi iekšējs ķermeņu īpašības tiek ignorētas. Tādējādi pirmajā tuvinājumā pat tik lieli objekti kā Zeme un Saule tiek uzskatīti par punktu līdzīgiem, piemēram, aprēķinot planētas orbītas kustību. Stingrā korpusā dinamika , tiek uzskatīts arī ķermeņu pagarinājums un to masas sadalījums, taču tiek uzskatīts, ka tie nav spējīgi deformēties. Deformējamo cieto vielu mehānika ir elastība ; hidrostatika un hidrodinamika attiecīgi ārstē šķidrumus miera stāvoklī un kustībā.



kas ir Athena dievs

Trīs kustības likumi Īzaka Ņūtona izklāstītie veido klasiskās mehānikas pamatu kopā ar atziņu, ka spēki ir vērsti uz lielumiem (vektoriem) un attiecīgi apvienojas. Pirmajā likumā, ko dēvē arī par inerces likumu, teikts, ka objekts, kas atrodas miera stāvoklī, ja vien to neizmanto ārējs spēks, paliek mierā vai, ja tas ir kustībā, tas turpina kustēties taisnā līnijā ar nemainīgu ātrumu. Tāpēc vienveidīgai kustībai nav nepieciešams iemesls. Attiecīgi mehānika koncentrējas nevis uz kustību kā tādu, bet gan uz objekta kustības stāvokļa izmaiņām, kas rodas no tā iedarbīgā tīrā spēka. Ņūtona otrais likums objekta neto spēku pielīdzina tā impulsa izmaiņu ātrumam, pēdējais ir ķermeņa masas un tā ātruma reizinājums. Ņūtona trešais likums, darbības un reakcijas likums, nosaka, ka, mijiedarbojoties divām daļiņām, spēki, kurus katrs iedarbojas uz otru, ir vienāda lieluma un pretēji virzienā. Kopumā šie mehāniskie likumi principā ļauj noteikt daļiņu kopas turpmākās kustības, nodrošinot to kustības stāvokli kādā brīdī, kā arī spēkus, kas darbojas starp tiem un uz tiem no ārpuses. No šī klasiskās mehānikas likumu deterministiskā rakstura pagātnē ir izdarīti dziļi (un, iespējams, nepareizi) filozofiski secinājumi un pat attiecināti uz cilvēces vēsturi.

Guļot visvienkāršākajā fizikas līmenī, mehānikas likumiem ir raksturīgas noteiktas simetrijas īpašības, kā piemēru var minēt iepriekšminētajā darbības un reakcijas spēku simetrijā. Citas simetrijas, piemēram, likumu nemainība (ti, nemainīga forma) zem atstarojumiem un rotācijām, kas tiek veiktas telpā, laika maiņa vai transformācija uz citu telpas daļu vai uz citu laikmetu, ir sastopamas gan klasiskajā, mehānikā un relatīvistiskajā mehānikā un ar noteiktiem ierobežojumiem arī kvantu mehānikā. Var pierādīt, ka teorijas simetrijas īpašībām kā matemātiskām sekām ir pamatprincipi, kas pazīstami kā saglabāšanas likumi, kuri apgalvo noteiktu fizisko lielumu vērtību nemainību noteiktajos apstākļos. Saglabātie lielumi ir vissvarīgākie fizikā; starp tiem ir masa un enerģija (relativitātes teorijā masa un enerģija ir līdzvērtīgas un tiek saglabātas kopā), impulss, leņķiskais impulss un elektriskais lādiņš .