ענפי פיזיקה

ה פיזיקה כללית הוא המדע ש מתאר את כל מה שקורה ביקום. מושאי הלימוד שלו מגוונים מאוד: תנועה ואיזון, אנרגיה, עבודה, כוח.

זו הסיבה צריך להתמחות, ואז קמים ענפי הפיזיקה, מה הם מדעים הנגזרים ממנו ושהם מדברים על התופעות שלהם, על כל ההתפתחות התיאורטית והמיוחדים שלהם.

כל אחד מהחטיבות או הענפים של מדע ראשוני זה, על תחום המחקר שלו, מתואר להלן.

חטיבות או ענפי פיזיקה:

1. מֵכָנִיקָה

ה מֵכָנִיקָה הוא ענף הפיזיקה שלומד תנועת הגופים באופן כללי, ומחולק ל קינמטיים, סטטיים ודינמיים.

ה קינמטיקה עוסק בחקר תנועת הגופים, בפרט התנועה של נקודה חומרית. מנקודת מבט מתמטית, קינמטיקה מבטאת כיצד מתאם המיקום משתנהשל חלקיק או כמה, תלוי בזמן.

הפונקציה המתמטית המתארת ​​את הדרך שעבר הגוף או החלקיק תלויה במהירות ובהאצה. מהירות היא המהירות בה הנייד משנה מיקום. והתאוצה היא שינוי המהירות, ביחס לזמן.

ה סטָטִי ללמוד את המצב בו גוף אחד נמצא במנוחה והשני נע בתנועה ישר ישר. שתי הנסיבות, למרות שהן נראות אחרת, תואמות לאותה מדינה, שנקראה איזון מכני.

ה דִינָמִי לימוד תנועת העצמים ותגובתם לכוחות. תיאורי התנועה מתחילים בהגדרת כמויות כגון תזוזה, זמן, מהירות, תאוצה, מסה וכוח.

2. מחקר אנרגיה

ה מחקר אנרגיה הוא הענף של הפיזיקה שאחראי עליו לקבוע את הזנים של הכמות הפיזית המופשטת הזו, שהיא אנרגיה; זה קשור למצב הדינמי של המערכת ונשאר ללא שינוי לאורך זמן מערכות מבודדות (עם "מבודד" אנו מתכוונים למערכת שאינה מאפשרת לא קלט ולא תפוקת חומר או אנרגיה).

אֵנֶרְגִיָה זה לא מין פיזי אמיתי, וגם לא חומר בלתי מוחשי, אלא מספר סקלרי שממפה למצב המערכת הפיזיתכלומר אנרגיה היא כלי מתמטי או הפשטה של ​​תכונה של מערכות פיזיקליות.

הודות למחקר האנרגיה, ניתן לתאר באופן מלא את הדינמיקה של מערכת כפונקציה של האנרגיות קינטי, פוטנציאלי וסוגים אחרים של מרכיביו.

הם מוגדרים כשדה של כל הענף הזה של הפיזיקה סוגי האנרגיה, שהם אנרגיה מכנית, אנרגיה קינטית, אנרגיה פוטנציאלית, אנרגיה אלקטרומגנטית, אנרגיה קורנת, אנרגיה תרמית ואנרגיה פנימית.

בנוסף לביטויים של אנרגיה, עבודה וכוח הם תחומי מחקר. עבודה היא הפרודוקטיביות שאנרגיה יכולה לספק כאשר היא מוחלת על גוף, ליחידת זמן. זהו יישום כוח שגורם לתנועה. כוח זה כמה מהר העבודה מתבצעת.

3. תֶרמוֹדִינָמִיקָה

ה תֶרמוֹדִינָמִיקָה זה הענף של הפיזיקה חוקרת את ההשפעות של שינויים בטמפרטורה, בלחץ ובנפח של מערכות פיזיקליות ברמה מקרוסקופית.

עבור המושג תרמודינמיקה, "תרמו" או חום פירושם "אנרגיה במעבר", ו"דינמי "פירושו תְנוּעָה. בעיקרו של דבר, תרמודינמיקה דואגת ללמוד את זרימת האנרגיה וכיצד האנרגיה מעבירה תנועה. ענף פיסיקה זה פותח על בסיס הצורך להגביר את היעילות של מנועי הקיטור הראשונים.

הכמויות הנמדדות בתרמודינמיקה הן: חום רגיש, ה דרך חופשית אמצעית, ה דחיסות, ה גיבס אנרגיה חופשית, ה הלמהולץ אנרגיה חופשית, ה אנתלפיה, ה אנתלפיה של גיבוש, ה אנתלפיה של אידוי וה אנטרופיה.

4. אלקטרוסטטיקה ואלקטרודינמיקה

ה אלקטרוסטטיקה הוא ענף הפיזיקה שאחראי על לימודי שדות חשמליים הנוצרים על ידי נוכחות מטענים חשמליים בחומר כלשהו, ​​ושל כיצד מטענים אלה מתנהגים בתופעות משיכה ודחייה, יצירת כוחות ביניהם שימושיים בעת תכנון מכונות חשמל.

ה אלקטרודינמיקה הוא ענף הפיזיקה המוקדש ללימודי ה תנועה של מטענים חשמליים לאורך שדה חשמליאו באמצעות חומר מוליך חשמלי. תנועה זו של מטענים נקראת זרם חשמלי, וזה יכול להיות של סימן משתנה, שנקרא גם חלופי, או שהוא יכול להיות בעל ערך קבוע, או ישיר.

בנוסף, היישומים במכשירים אלקטרוניים נלמדים, עם חומרים מוליכים למחצה כמו סיליקון וגרמניום.

5. אלקטרומגנטיות

אלקטרומגנטיות חוקרת את יישומי הגלים המהווים את הספקטרום האלקטרומגנטי, שהם גלי רדיו, מיקרוגל, גלי אינפרא אדום, אור נראה, גלי אולטרה סגול, צילומי רנטגן וקרני גמא.

בזכות הענף הזה של הפיזיקה, נוצרו מכשירים שהפכו את חיי היומיום לקלים בהרבה, כגון מכשירים לקבלת רדיו ולשידורם, תנורי מיקרוגל לחימום מזון, מצלמות אינפרא אדום לגילוי החום הקרוב, המנורות האולטרה סגולות לזיהוי חומרים המודפסים על גבי משטחים, מכונות הרנטגן לביצוע מחקרי עצם.

6. אסטרופיזיקה 

ה אסטרופיזיקה הוא ענף הפיזיקה שאחראי על לימוד ה אינטראקציות תנועה ואנרגיה בגופי השמיםיהיה זה כוכבי לכת, כוכבים, שביטים, חורי תולעת, חורים שחורים.

באמצעות כלים חישוביים, האסטרופיזיקה אוספת מידע מהיקום ומבצעת ניסויים ללמוד את התנהגותם. לפיכך, מסלולי שביטים ואסטרואידים הנוסעים בחלל אף מובנים ונחזאים.

בנוסף, האסטרופיזיקה מוקדשת לחקירת הפרופיל הפיזיקלי והכימי של כל גוף חלל, תוך ניצולו לגילוי אופקים חדשים בניסויים.

7. כימיה פיזיקלית

פיזיקוכימיה היא הענף של הפיזיקה האחראי על לימודי התנהגות של אנרגיות בתופעות כימיות, כגון תגובות כימיות, דיסוציאציות בתמיסות אלקטרוליטיות, סינתזת אלמנטים ותרכובות, קטליזת תגובה.

של ה תגובה כימית, זה מחושב אם הם כן אנרגיה סופגת אנדותרמית של הסביבה שיש לבצע, או אקסותרמית, להיות ספונטנית ומשחררת אנרגיה לסביבתה. חישוב זה נעשה בעזרת הסכום האלגברי של אנטלפיות הסינתזה של כל מגיב הנוכחי. הנה א תת חלוקה לפיזיקוכימיה שִׂיחָה תרמו-כימי.

בתוך ה פתרונות אלקטרוליטיים, נלמד כיצד חומרים יונים מתנתקים לחלקיקים טעונים שמרכיבים אותם, ויוצרים אפשרות של זרם חשמלי שיעבור דרך הפיתרון. התוצאה היא א תת חלוקה לפיזיקוכימיה, להתקשר אלקטרוכימיה, התמקדו בהתנתקות האמורה של חומרים יוניים ובשימוש בהם בתאים אלקטרוכימיים.

זרז של תגובות כימיות מורכב משימוש בחומר כדי להאיץ או לעכב תגובת עבודה. חומר שינוי זה של קצב התגובה נקרא Catalyst, והוא אינו משתתף בכך שהוא מצטרף למין המגיב, אלא יוצא מהתהליך עם כניסתו. זה מוליד תת-חלוקה חדשה של פיזיקוכימיה, הנקראת כינטיקה כימית, החוקרת את קצב התגובות הכימיות.

יתר על כן, פיזיקוכימיה שואפת לתאר אינטראקציות אנרגיה ברמה האטומית, עם מה שמכונה תורת ההתנגשות.