Osnove fizike v znanstvenem študiju

Hitri tečaj fizike

RichVintage/Getty Images

Fizika je sistematična študija naravnega sveta, zlasti interakcije med snovjo in energijo. To je disciplina, ki poskuša kvantificirati resničnost z natančno uporabo opazovanja skupaj z logiko in razumom.

Če želite uporabiti takšno disciplino, morate najprejrazumeti določene osnove. Le če se naučite osnov fizike, jo lahko nadgradite in se poglobite v to področje znanosti. Ne glede na to, ali se ukvarjate s fiziko ali pa vas le zanimajo njene ugotovitve, je zagotovo fascinantno spoznati.

Kaj se šteje za fiziko?

Če želite začeti študij fizike, morate najprej razumeti kaj fizika pravzaprav pomeni . Razumevanje, kaj sodi v področje fizike – in kaj ne – pomaga osredotočiti področje študija, tako da lahko oblikujete pomembna fizikalna vprašanja.

Za vsakim vprašanjem v fiziki se skrivajo štirje zelo pomembni izrazi, ki jih boste želeli razumeti: hipoteza, model, teorija in zakon .

Fizika je lahko eksperimentalna ali teoretična. notri eksperimentalna fizika , fiziki obravnavajo znanstveni problem z uporabo tehnik, kot je znanstvena metoda, da bi dokazali hipotezo. Teoretična fizika je pogosto bolj konceptualna, saj so fiziki osredotočeni na razvijanje znanstvenih zakonov, kot je teorija kvantne mehanike.

Ti dve obliki fizike sta med seboj povezani in povezani z drugimi oblikami znanstvenih študij. Precej pogosto bo eksperimentalna fizika preverjala hipoteze teoretične fizike. Fiziki sami lahko specializirani za različna področja , od astronomije in astrofizike do matematične fizike in nanotehnologije. Fizika igra vlogo tudi na drugih področjih znanosti, kot sta kemija in biologija.

Temeljni zakoni fizike

Cilj fizike je razviti natančne modele fizične realnosti. Najboljši možni scenarij je razviti niz zelo temeljnih pravil za opis delovanja teh modelov. Ta pravila se pogosto imenujejo 'zakoni', potem ko so jih uspešno uporabljali več let.

Fizika je zapletena, vendar v osnovi temelji na številnih sprejeti naravni zakoni . Nekatera so zgodovinska in prelomna odkritja v znanosti. Ti vključujejo gravitacijski zakon sira Isaaca Newtona in njegove tri zakone gibanja. Teorija relativnosti Alberta Einsteina in zakoni termodinamike prav tako spadajo v to kategorijo.

Sodobna fizika gradi na teh monumentalnih resnicah za preučevanje stvari, kot je npr kvantna fizika, ki raziskuje nevidno vesolje . Podobno, fizika delcev poskuša razumeti najmanjše koščke materije v vesolju. To je področje, kjer nenavadne besede, kot so kvarki, bozoni, hadroni in leptoni, vstopijo v znanstveni dialog, ki danes polni naslovnice.

Orodja, ki se uporabljajo v fiziki

Orodja, ki jih uporabljajo fiziki, segajo od fizičnega do abstraktnega. Vključujejo tehtnice in oddajnike laserskih žarkov ter matematiko. Razumevanje te široke palete orodij in metod za njihovo uporabo je bistveno za razumevanje procesa, skozi katerega gredo fiziki pri preučevanju fizičnega sveta.

Fizična orodja vključujejo stvari, kot so superprevodniki in sinhrotroni, ki se uporabljajo za ustvarjanje intenzivnih magnetnih polj. Te je mogoče uporabiti v študijah, kot je Veliki hadronski trkalnik, ali v praktičnem razvoju magnetni levitacijski vlaki .

Matematika je v središču fizike in je ključnega pomena na vseh področjih znanosti. Ko začnete raziskovati fiziko, bodo pomembne osnove, kot je uporaba pomembnih številk in preseganje osnov metričnega sistema. Tudi matematika in fizika gresta veliko globlje in podobni koncepti vektorska matematika in matematične lastnosti valov so ključne za delo mnogih fizikov.

Znani fiziki zgodovine

Fizika ne obstaja v vakuumu (čeprav se nekatere fizike izvajajo v dejanskem vakuumu). Sile zgodovine so oblikovale razvoj fizike tako kot katero koli drugo področje v zgodovini. Pogosto je koristno razumeti zgodovinske perspektive, ki so vodile do našega trenutnega razumevanja. To vključujeveliko nepravilnih poti, ki so se zapletlespotoma.

Prav tako je koristno in zanimivo spoznati življenje slavnih fizikov preteklosti. Stari Grki so na primer združili filozofijo s preučevanjem naravnih zakonov in so še posebej znani po zanimanju za astronomijo.

V 16. in 17. st. Galileo Galilej nadalje proučevali, opazovali in eksperimentirali z zakoni narave. Čeprav je bil v svojem času preganjan, ga danes obravnavajo kot 'očeta znanosti' (skoval ga je Einstein), pa tudi sodobne fizike, astronomije in opazovalne znanosti.

Galileja so navdihnili in sledili so mu znani znanstveniki, kot so Sir Isaac Newton, Albert Einstein, Niels Bohr, Richard P. Feynman in Stephen Hawking . To je le nekaj imen iz zgodovine fizike, ki so oblikovala naše razumevanje delovanja našega sveta. Njihove sposobnosti, da izpodbijajo sprejete teorije in oblikujejo nove načine gledanja na vesolje, so navdihnile fizike, ki še naprej dosegajo znanstvene preboje.