Разделы физики

Что изучают разделы физики

Разделы физики

Введение

Вы перешли в седьмой класс и, придя 1 сентября в школу, увидели в списке своих новых уроков предмет с названием «Физика».

На ваш вопрос о том, что это за зверь, родители только отмахнулись: «Наука такая!» Но вы перед первым уроком физики хотите основательно подготовиться, чтобы во время ее изучения ничему не удивляться.

Как известно всем, науки разделяются на всяческие разделы, и описываемая в этой статье не исключение. Какие же разделы физики существуют, и что они изучают? Так звучит рассматриваемый в этой статье вопрос.

Основные разделы физики

Данный предмет делится на три больших раздела, которые, в свою очередь, разбиваются на подразделы. И последние также дифференцируют на виды этих подразделов. Итак, разделов физики, которые можно назвать основными, всего три: макроскопическая, микроскопическая и физика на стыке наук. Давайте рассмотрим их по порядку.

1. Макроскопическая физика

  • Механика. Изучает движение и взаимодействие материальных тел. Разделяется на классическую, релятивистскую и механику сплошных сред (гидродинамика, акустика, механика твердого тела).
  • Термодинамика. Изучает превращения и соотношения теплоты и других форм энергии.
  • Оптика. Рассматривает явления, которые связаны с распространением электромагнитных волн (инфракрасного и ультрафиолетового излучения), т.е. описывает свойства света и световые процессы. Разделяется на физическую, молекулярную, нелинейную и кристаллооптику.
  • Электродинамика. Изучает электромагнитное поле и его взаимодействие с телами, которые имеют электрический заряд. Этот раздел распределяется на электродинамику сплошных сред, магнитогидродинамику и электрогидродинамику.

2. Микроскопическая физика

  • Атомная физика. Занимается изучением строения и состояний атомов.
  • Статическая физика. Изучает системы с произвольным числом степеней свободы. Делится на статическую механику, статическую теорию поля и физическую кинетику.
  • Физика конденсированных сред. Изучает поведения сложных систем с сильной связью. Распределяется на физику твердого тела, жидкостей, наноструктур, атомов и молекул.
  • Квантовая физика. Изучает квантово-полевые и квантово-механические системы и законы их движения. Подразделяется на квантовые механику, теорию поля, электродинамику и хромодинамику, а также теорию струн.
  • Ядерная физика. Занимается изучением свойств и структуры атомных ядер и ядерных реакций.
  • Физика высоких энергий. Рассматривает взаимодействие ядер атомов и/или элементарных частиц, когда их энергия столкновения больше их массы.
  • Физика элементарных частиц. Изучает свойства, структуры и взаимодействие элементарных частиц.

3. Физика на стыке наук

  • Агрофизика. Занимается изучением физико-химических и биофизических процессов, происходящих в почве.
  • Акустооптика. Изучает взаимодействие акустических и оптических волн.
  • Астрофизика. Занимается изучением физических явлений, происходящих в астрономических объектах.
  • Биофизика. Изучает физические процессы, которые протекают в биологических системах.
  • Вычислительная физика. Изучает численные алгоритмы решения задач физики, для которых уже разработана количественная теория.
  • Гидрофизика. Занимается изучением процессов, происходящих в воде, и ее физические свойства.
  • Геофизика. Исследует строение Земли физическими методами.
  • Математическая физика. Теория математических моделей физических явлений.
  • Радиофизика. Изучает колебательно-волновые процессы различной природы.
  • Теория колебаний. Рассматривающая всевозможные колебания, исходя из их физической природы.
  • Теория динамических систем. Математическая абстракция, предназначенная для изучения и описания эволюции систем во времени.
  • Химическая физика. Наука о физических законах, управляющих превращением и строением химических веществ.
  • Физика атмосферы. Занимается изучением структуры, состава, динамики, и явлений в атмосфере Земли и прочих планет.
  • Физика плазмы. Изучает свойства и поведение плазмы.
  • Физическая химия. Занимается исследованием химических явлений с помощью теоретических и экспериментальных методов физики.

Заключение

Это все разделы физики. С некоторыми из них (например, оптикой) вы детально познакомитесь в школе, а некоторые будете изучать в институте, если поступите на одноименный факультет. А углубленно изучить разделы физики вы можете дома в любое удобное время.

Источник: https://FB.ru/article/78940/chto-izuchayut-razdelyi-fiziki

Разделы физики

Разделы физики

Определение 1

Физика – это область естествознания, это наука о простейших и наиболее общих природных законах, о материи, ее движении и структуре. В основе всего естествознания лежат законы физики.

Впервые термин «физика» фигурирует в учениях Аристотеля, еще в $IV$ столетии до нашей эры. Изначально термин «философия» и термин «физика» были синонимами, поскольку в основе этих дисциплин было стремление объяснить законы Вселенной. Однако научная революция $XVI$ столетия привела к трансформации физики в отдельную дисциплину.

Предмет и значение физики в современном мире

Физика – это наука о естествознании, в общем смысле слова является частью природоведения. Предметом ее изучения является материя, в виде полей и вещества, а также общие формы ее движения. Также к предмету изучения физики можно отнести фундаментальные природные взаимодействия, которые управляют движением материи.

Общими для всех материальных систем являются некоторые закономерности, которые называются физическими законами. Часто физику называют фундаментальной наукой, поскольку иные естественные науки (биология, химия, геология) описывают только конкретные классы материальных систем, которые подчиняются физическим законам.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Предмет изучения химии – атомы, вещества, что состоят из них, а также превращение одних веществ в другие. Химические свойства любого вещества определяются физическими свойствами молекул и атомов, которые описываются в таких разделах физики, как электромагнетизм, термодинамика и квантовая физика.

Физика тесно связывается с математикой, поскольку она представляет механизм, при помощи которого физические законы могут формулироваться максимально точно.

Все физические законы практически всегда формулируются в виде уравнений. Причем в данном случае используются наиболее сложные разделы математики, нежели в других науках.

И наоборот, потребностями физической науки стимулировалось развитие большинства областей математики.

Значение физики в современном мире очень велико. Все, чем отличается нынешнее общество от общества прошлых столетий, возникло в результате применения физических открытий.

Исследования в сфере электромагнетизма привели к возникновению стационарных и мобильных телефонов.

Благодаря открытиям термодинамики получилось создать автомобиль, а развитие электроники спровоцировало возникновение компьютерной техники.

Фотоника дает возможность создать принципиально новые компьютеры и фотонную технику, которые стремительно замещают современную электронную технику и приспособления. А развитие газодинамики дало рождение самолетам и вертолетам.

Знание физических процессов, которые постоянно происходят в природе, углубляются и расширяются. Большая часть новых и современных открытий получает технико-экономическое применение, зачастую в промышленности.

Перед современными исследователями регулярно возникают новые задачи и загадки – всплывают явления, для объяснения которых необходимо разрабатывать новые физические теории. Несмотря на большой опыт приобретенных знаний, современная физика еще далека от того, чтобы объяснить все природные явления.

Общие научные основы методов физики разрабатываются в методологии науки и в теории познания.

Экспериментальная и теоретическая физика

В своей основе физика является экспериментальной наукой: все ее теории и законы опираются и основаны на опытных данных. Но, несмотря на это, именно новые теории – основная причина проведения новых экспериментов, в результате осуществления которых лежат новые открытия. Поэтому принято различать теоретическую и экспериментальную физику.

В основе экспериментальной физики лежит исследование явлений природы в тех условиях, которые были подготовлены заранее.

В задачи данного вида физики входит обнаружение явлений, которые не были известны ранее, а также опровержение или подтверждение физических теорий.

В физике большинство достижений были сделаны благодаря экспериментальному обнаружению физических явлений, которые не описываются существующими теориями.

Экспериментальное изучение фотографического эффекта стало одной из предпосылок создания квантовой механики.

Замечание 1

Хотя научным рождением квантовой механики считается появление гипотезы Планка, который выдвинул ее для разрешения ультрафиолетовой катастрофы, что была парадоксом классической теоретической физикой излучения.

Задачами теоретической физики являются формулировка общих природных законов, объяснение их на основе различных природных явлений, а также прогнозирование неизведанных до сих пор процессов.

Достоверность физической теории можно проверить экспериментально: если его результаты совпадают с прогнозами теории, то она считается адекватной и точно описывающей конкретное явление.

При изучении каждого явления или процесса одинаково важны и теоретическая, и экспериментальная физика.

Прикладная физика

Физика с самого своего рождения имела огромное прикладное значение, она развивалась вместе с механизмами, машинами, которые человечество использовало для своих нужд.

Физика часто применяется в инженерных науках, большинство физиков были изобретателями.

Механика, как раздел физики, была тесно связана с сопротивлением материалов и с теоретической механикой, как с главными инженерными науками.

Термодинамика связана с конструированием тепловых двигателей и теплотехникой. Электричество напрямую связано с электроникой и электротехникой, для развития и становления которой были важны исследования в сфере физики твердого тела. Благодаря достижениям ядерной физики возникла ядерная энергия. Данный список можно продолжать долго.

Также физика имеет широкие междисциплинарные связи. На границе химии, физики и инженерных наук возникает и быстро развивается такая отрасль, как материаловедение. Химией используются инструменты и методы, что приводит к становлению двух исследовательских направлений: химической физики и физической химии.

Широких оборотов набирает биофизика, которая является областью исследований на границе между физикой и биологией, в которой все биологические процессы рассматриваются из атомарной структуры органических веществ.

Геофизика изучает геологические явления и их физическую природу. Медицина применяет такие методы, как ультразвуковое исследование и рентгеновское облучение.

Ядерный магнитный резонанс используется для диагностики, лазеры – для лечения глазных заболеваний, а ядерное облучение – в онкологии.

Основные разделы физики

Макроскопическая физика подразделяется на:

  1. Механика: классическая механика, релятивистская механика, а также механика сплошных сред (акустика, гидродинамика, механика твердого тела).
  2. Термодинамика, которая включает в себя неравновесную термодинамику.
  3. Оптика: физическая оптика, кристаллооптика, молекулярная и нелинейная оптика.
  4. Электродинамика: сюда входит магнитогидродинамика, электрогидродинамика, а также электродинамика для сплошных сред.

Микроскопическая физика состоит из следующих разделов:

  1. Атомная физика.
  2. Статистическая физика: сюда входит статистическая механика, физическая кинетика, а также статистическая теория поля.
  3. Физика конденсированных сред: физика жидкостей и твердого тела, физика наноструктур а также физика молекул и атомов.
  4. Квантовая физика. В данный раздел входят такие подразделения: квантовая теория поля, квантовая механика, квантовая хромодинамика, квантовая электродинамика, а также теория струн.
  5. Ядерная физика.
  6. Физика высоких энергий.
  7. Физика элементарных частиц.

Существуют также разделы физики, которые находятся на стыке наук:

  1. Агрофизика.
  2. Акустооптика.
  3. Астрофизика.
  4. Биофизика.
  5. Гидрофизика.
  6. Вычислительная физика.
  7. Геофизика: сейсмология, петрофизика, геофизическая гидродинамика.
  8. Математическая физика.
  9. Космология.
  10. Материаловедение.
  11. Метрология.
  12. Медицинская физика.
  13. Радиофизика: статистическая и квантовая радиофизика.
  14. Теория колебаний.
  15. Техническая физика.
  16. Химическая физика.
  17. Физика плазмы и атмосферы.
  18. Физическая химия.

Рисунок 1. Разделы физики. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Источник: https://spravochnick.ru/fizika/razdely_fiziki/

Booksm
Добавить комментарий