We leggen je uit wat de takken van de natuurkunde zijn, hun kenmerken en de disciplines die voortkomen uit hun interactie met andere wetenschappen.
Wat zijn de takken van de natuurkunde?
De fysiek is een wetenschappelijke discipline die behoort tot de zgn Natuurwetenschappen of 'zuivere' wetenschappen, waarvan de antecedenten teruggaan tot de klassieke oudheid. Naast de chemie en de biologie, heeft een revolutie teweeggebracht in de manier waarop mensen we begrijpen en gaan met de wereld om ons heen.
Terwijl scheikunde de samenstelling bestudeert van de materie en biologie om levende wezens, is natuurkunde gewijd aan de studie en wetenschappelijke beschrijving van de fundamentele krachten die de universum. Volgens de studie van elk van deze krachten, en de punten waarop de studie het veld van andere benadert, Wetenschappen en disciplines, is de natuurkunde verdeeld in talloze takken of velden, elk met zijn eigen naam en doelstellingen.
Omdat natuurkunde echter een van de oudste wetenschappen is en omdat andere disciplines die tegenwoordig bestaan niet altijd hebben bestaan, is het gebruikelijk om onderscheid te maken tussen de drie grote momenten of de drie grote perspectieven die de studie van de natuurkunde omvat. We moeten dus eerst onderscheid maken tussen:
- Klassieke natuurkunde. Wiens antecedenten komen uit de Oudheid Klassiek, vooral uit het oude Griekenland, richt zich op de studie van de verschijnselen van het universum die een snelheid hebben die lager is dan die met het licht, en waarvan de ruimtelijke schalen hoger zijn dan die van de atoom en de moleculen. Zijn principes zijn gebaseerd op klassieke mechanica of Newtoniaanse mechanica, aangezien Isaac Newton (1642-1727) een van zijn grote denkers was.
- Moderne natuurkunde. Waarvan het begin dateert uit het einde van de 19e eeuw en het begin van de 20e, heeft het een revolutie teweeggebracht in verschillende concepten van de klassieke fysica dankzij de studies van Max Planck (1858-1947) en de theorieën van Albert Einstein (1879-1955): Relativiteitstheorie special en de algemene relativiteitstheorie.
- Hedendaagse natuurkunde. Het meest innovatieve aspect van allemaal, waarvan het begin aan het einde van de 20e en het begin van de 21e eeuw ligt, is gewijd aan niet-lineaire systemen, processen buiten het thermodynamisch evenwicht en, in het algemeen, de meest avant-garde en complexe trends met respect voor de Beschrijving van het functioneren van het niet-waarneembare heelal.
Takken van de natuurkunde
Gedurende de drie momenten heeft de natuurkunde studiegebieden verzameld, die elk een van de zogenaamde takken van de natuurkunde inluiden of omvatten:
- Mechanica klassiek. Gericht op het idee van beweging bij snelheden onder die van licht en het macroscopische gedrag van lichamen, wordt gekenmerkt door rekening te houden met de weer als een onveranderlijk begrip en het heelal als een bepaalde entiteit. Het bestaat in het algemeen uit vectormechanica, de vrucht van de studies van Isaac Newton en zijn bewegingswetten, en analytische mechanica, van abstracte en wiskundige aard, waarvan de initiator wordt beschouwd als Gottfried Leibniz (1646-1716).
- Thermodynamica. Gewijd aan de studie van de energiebalans van macroscopische systemen, evenals hun processen van warmteoverdracht en van Energie, de vormen van energie en hoe deze kunnen worden gebruikt om een functie.
- elektromagnetisme. Het is de tak van de natuurkunde die zowel de elektriciteit als de magnetisme, en het doet dit op een uniforme manier, dat wil zeggen, door dezelfde en unieke theorie. Dit betekent dat hij geïnteresseerd is in de verschijnselen van de elektrische velden ja magnetisch, evenals hun correspondentie en interacties, waaronder de licht. Het begin dateert uit de studies van Michel Faraday (1791-1867) en James Clerk Maxwell (1831-1879).
- Akoestiek. Dit is de naam die wordt gegeven aan de fysica van geluid, gewijd aan de studie van de aard en de verspreiding van golven geluid, hun gedrag in verschillende media en hun manipulatiemogelijkheden. De toepassingen ervan zijn van vitaal belang voor de wereld van muziekinstrumenten, maar ze gaan veel verder in ons dagelijks leven.
- Optiek. Het is de fysica van licht, gewijd aan het begrijpen van de complexe aard van elektromagnetisch spectrum zichtbaar (en onzichtbaar) en zijn vormen van interactie met materie: verschillende media, reflecterende materialen en prisma's. Deze discipline, ontstaan in de oudheid, heeft een revolutie teweeggebracht tijdens de Moderne tijd, maakte het mogelijk om apparaten te maken die nooit eerder werden vermoed door de de mensheid, Zoals de microscopen, camera's en corrigerende (medische) optica.
- Vloeistofmechanica. Het is gericht op de studie van de beweging van vloeistoffen en hun interactie met de omgeving. Dit betekent dat het voornamelijk de vloeistoffen en de gassen, maar ook andere complexe vormen van materie die kunnen stromen, dat wil zeggen, continue media worden.
- Kwantummechanica. Het is gewijd aan de studie van de natuur op zeer kleine ruimtelijke schalen zoals atomen en subatomische deeltjes. Het analyseert hun dynamiek en interacties en is het resultaat van de vooruitgang in de natuurkunde aan het begin van de 20e eeuw, die afstand nam van de postulaten van de klassieke mechanica om een nieuw studiegebied in te luiden: dat van de subatomaire wereld en zijn mogelijke manipulaties.
- Chaos theorie. Het is gericht op de studie van complexe en dynamische fysieke systemen en maakt gebruik van de differentiaalvergelijkingen van Newton en de bijdragen van natuurkundigen zoals Pierre Simon de Laplace (1749-1827), Henri de Poincaré (1854-1912) en Edward Lonrenz (1917-2008), onder andere.
Daarnaast zijn er takken van de natuurkunde die ontstaan dankzij de interactie met andere wetenschappen en disciplines:
- Geofysica. Vrucht van het contact tussen natuurkunde en geologie, is gewijd aan de studie van de binnenste lagen van onze planeet: zijn structuur, zijn dynamiek en zijn evolutionaire geschiedenis, rekening houdend met wat bekend is over de fundamentele wetten van de materie: zwaartekracht, elektromagnetisme, straling, enz.
- Astrofysica. Het is de fysica van sterren, dat wil zeggen, natuurkunde toegepast op de studie van zichtbare of detecteerbare objecten in de ruimte, Wat sterren, nevels of zwarte gaten. Deze discipline is geboren uit de hand van astronomie en samen daarmee draagt het enorme hoeveelheden bij aan informatie over hoe de ruimte werkt en wat conclusies kan worden getrokken uit uw observatie.
- Fysische chemie. Het is het ontmoetingspunt tussen de wetenschap van krachten (natuurkunde) en de wetenschap van de materie (chemie). Het bestaat uit de studie van materie met behulp van fysieke concepten.
- Biofysica. Gewijd aan de studie van levende wezens vanuit een fysiek perspectief, vooral op het niveau van moleculaire dynamica, dat wil zeggen, de uitwisseling en interactie van subatomaire deeltjes en energie, tussen en binnen levende wezens.