To, co często przysparza uczniom obawę przed nauką fizyki to słownictwo: elokwentni naukowcy wydają się mówić własnym językiem, dorzucając tylko kilka słów po polsku!

Z rzadkim wyjątkiem Stephena Hawkinga, który wyjaśnił światu kosmos w codziennych terminach w swojej książce „Krótka historia czasu.”

Nauka fizyki od podstaw jest bardzo ważna, ponieważ tak język fizyki nie jest trudny do zrozumienia, jeśli znasz podstawowe pojęcia fizyczne i kluczową terminologię.

Dlatego Superprof przedstawia ci ten słownik fizyczny!

W przeciwieństwie do słownika, który może definiować słowo, ale nie wyjaśnia znaczenia w kontekście naukowym, staramy się przybliżyć pojęcia fizyczne, abyś mógł lepiej zrozumieć podstawy fizyki.

Po drodze zamieścimy trochę dodatkowych informacji, abyś mógł zobaczyć, jak każdy termin wpasowuje się w ramy dyscypliny zwanej fizyką.

Poszukaj korepetytora z fizyki i matematyk.

Nazwy różnych dziedzin fizyki

Złota kołyska Newtona na czerwonym tle.
Kołyska Newtona opiera się na klasycznej teorii zachowania pędu. | źródło: Pixabay - 3D Animation Production Company

Nauki fizyczne dzieli się na dwie szerokie kategorie: fizyka klasyczna i fizyka współczesna. Praktyczna zasada ich rozróżnienia jest bardzo prosta:

Każde odkrycie dokonane przed 1900 rokiem jest ogólnie uważane za klasyczne. Wszystko, co powstało po 1900 roku, nawet jeśli zostało zbudowane na teorii klasycznej, jest uważane za współczesne - o ile zaowocowało nową ścieżką badań lub dyskusji.

Jeśli chcesz kontynuować studia i badania z zakresu fizyki klasycznej twoja praca może obejmować następujące zagadnienia:

  • Mechanika klasyczna: badanie i analiza obiektów widocznych gołym okiem, w tym planet, gwiazd i galaktyk,
  • Zasady dynamiki Newtona: opisujące zależność między ciałem a działającymi na nie siłami,
  • Termodynamika: temperatura w stosunku do energii i pracy (praca nie jest rozumiana w zwykłym sensie!),
  • Teorie względności Einsteina: szczególna teoria względności i ogólna teoria względności,
  • Teoria chaosu.

Być może najlepszy sposób na zrozumienie zasad teorii chaosu polega na umieszczeniu go w kontekście rzeczywistej aplikacji. Dla naszych celów wystarczyłoby przewidywanie pogody.

Z pozoru układy pogodowe wydają się dość przypadkowe: jednego dnia pada, a następnego jest słonecznie, a potem mamy łagodne temperatury, zanim słupek rtęci gwałtownie spadnie i musimy wyciągać z szafy wełniane skarpety i ciepłe swetry.

Tak jak zmiany pogody są pozornie nieprzewidywalne, istnieje w nich wzór, na który wpływa wiele czynników.

Pogoda, z jej wilgotnością i ruchami mas powietrza, uważana jest za system dynamiczny - system, który jest ruchomy.

Jeśli dany system jest dynamiczny, wrażliwy na warunki początkowe, możesz analizować jego zachowanie z czasem używając matematyki, umożliwiając w ten sposób przewidywanie jego przyszłego zachowania.

Jednak, jak powiedział matematyk Edward Lorenz: teraźniejszość determinuje przyszłość, ale przybliżona teraźniejszość nie determinuje w przybliżeniu przyszłości.

Nie rozumiesz czegoś? Znajdź nauczyciela fizyki i matematyki, który wszystko ci wyjaśni.

To jest właśnie definicja teorii chaosu.

Odkryj inne ciekawostki o fizyce klasycznej!

Wzory we wszechświecie.
W pozornie przypadkowym chaosie powtarzają się wzorce. | źródło: Pixabay - ebenezer42

A co z fizyką współczesną?

Ze względu na ograniczenia technologiczne i intelektualne okresu jej odkrywania, fizyka klasyczna nie posiada głębi wyjaśnienia, którą można zapewnić tylko za pomocą nowoczesnych teorii, takich jak mechanika kwantowa lub przy użyciu teorii względności Einsteina - w przeciwieństwie do teorii względności Galileusza.

Istota współczesnej fizyki dotyczy skrajności: albo bardzo małych cząstek, albo bardzo dużych aspektów lub właściwości materii; duże odległości lub duże prędkości.

„Średnimi”, jak się je nazywa, zwykle zajmuje się fizyka klasyczna.

Trafnym sposobem opisania tej różnicy byłoby zachowanie gazu. Badania przeprowadzone przy temperaturze 0 º Celsjusza mogą być sprawą dla badań klasycznych, ale ten sam gaz, przy zerze absolutnym -273,15 º Celsjusza zainteresowałby każdego, kto prowadzi współczesne badania fizyczne.

Zero absolutne reprezentuje całkowity brak ciepła; jest to najniższy limit termodynamicznej skali temperatury.

Jeśli jesteś studentem studiów licencjackich na kierunku fizyka, nie ogłosiłbyś się fizykiem klasycznym lub współczesnym, ponieważ współczesna fizyka w dużym stopniu zależy od klasycznych teorii.

W przeciwieństwie do muzyki, w której można by specjalizować się w grze na fortepianie klasycznym lub nowoczesnym pianinie jazzowym, nie trzeba decydować się na fizykę klasyczną lub fizykę współczesną.

Jednak jako początkujący fizyk mógłbyś wybrać specyficzną dziedzinę fizyki w której chcesz się specjalizować.

Przyjrzyjmy się teraz niektórym z nich.

Przyjrzyj się też bliżej wiadomościom o sławnych fizykach i ich odkryciach!

Terminologia fizyczna

Jeśli jesteś fanem Teorii Wielkiego Podrywu, możesz dążyć do podążania śladami Sheldona, aby zostać fizykiem teoretycznym: wymagałoby to użycia równań matematycznych do przewidywania wyników teorii.

Jeśli jednak Leonard jest twoim faworytem, możesz go naśladować, zostając fizykiem eksperymentalnym - jako uzupełnienie do swojego teoretycznego odpowiednika, prowadziłbyś rzeczywiste eksperymenty i zapisywał swoje wyniki.

Raj jest astro-fizykiem, badającym naturę ciał kosmicznych, a nie ich położenie i sposób, w jaki poruszają się w przestrzeni.

Fizyka cząsteczek, znana również jako fizyka wysokich energii, obejmuje badanie cząstek, z których składają się materia i promieniowanie. Zauważ, że w tym sensie cząstką może być wszystko, od elektronów po pył.

Fizyka stosowana sugeruje, że możesz pomóc w opracowaniu nowych technologii lub rozwiązaniu palącego problemu inżynieryjnego dotyczącego takiego rozwoju. Rzeczywiście, ta gałąź fizyki jest łącznikiem między badaniami naukowymi a inżynierią.

Biofizyka zapożycza metody analizy stosowane w fizyce do badania wszelkich zjawisk biologicznych.

Fizyka atomowa: znasz te sprytne diagramy powłok, protonów i elektronów w swoich książkach naukowych? Zostały wymyślone przez specjalistów fizyki atomowej, którzy badają skład i strukturę atomów.

Istnieje różnica między fizyką atomową a fizyką jądrową pomimo synonimicznego użycia słów atomowy i jądrowy w języku polskim.

Fizyka nuklearna zajmuje się wyłącznie jądrem atomu. Czy kiedykolwiek miałeś rezonans magnetyczny? Ten i inne aspekty medycyny nuklearnej, takie jak tomografia komputerowa i inne spektroskopie, powstały dzięki odkryciom w fizyce jądrowej!

Fizyka materii skondensowanej obejmuje badanie zachowania ciał stałych i cieczy przy użyciu różnych praw fizycznych.

Ta dziedzina badań jest skrzyżowaniem dróg kilku dyscyplin: fizyka teoretyczna, fizyka cząstek elementarnych i nanotechnologia mieszają się z chemią i wszystkimi dziedzinami znanymi wcześniej jako fizyka ciała stałego.

Jest to także jeden z najbardziej aktywnych kierunków studiów we współczesnej fizyce ze względu na jej samą naturę: szerokość i różnorodność materiałów, z których można się uczyć.

Wizerunek Einsteina z kolorowymi napisami.
Możesz dołączyć swoje nazwisko do listy wielkich fizyków, którzy zrewolucjonizowali naszą wiedzę o fizyce. | źródło: Pixabay - Rob de Roy

Ogólne słownictwo fizyczne

Teraz, gdy przyjrzeliśmy się niektórym specjalizacjom z fizyki, które możesz rozważyć w swojej karierze, przejdźmy do słownictwa używanego w tej dyscyplinie - może coś zabrzmi znajomo!

Kwarki: w fizyce słowo to reprezentuje cząstkę elementarną.

Jednak, aby uczynić sprawy bardziej zagmatwanymi (z punktu widzenia fizyki), znamy 6 rodzajów kwarków: górny, dolny, dziwny, powabny, niski (piękny) i wysoki (prawdziwy).

Poszukaj korepetytora z fizyki i matematyki.

Kwarki zawsze występują w konfiguracji trzech: jeden górny / dwa dolne; dwa górne / jeden dolny i tak dalej.

Hadron to dwa lub więcej kwarków związanych razem przez oddziaływanie silne.

Za każdym razem, gdy słyszysz o hadronie, bozonie lub fermionie, teraz wiesz, że te nazwy reprezentują klasy cząstek subatomowych.

Słyszałeś kiedyś o zderzaczu hadronów? Teraz wiesz, po czym został nazwany!

Neutrino nie jest najmodniejszym neutronem w atomie; jest to cząstka subatomowa bez ładunku elektrycznego, o bardzo małej masie. Porusza się bardzo szybko; blisko prędkości światła!

Kwant: to słowo jest często używane w fizyce, od opisywania dyskretnych dziedzin nauki (chromodynamika kwantowa) do określania całych gałęzi fizyki, takich jak kwantowa teoria pola.

Używany samodzielnie, kwant reprezentuje najmniejszą możliwą jednostkę, wszystko można podzielić na poziomie kwantowym.

Izotop jest możliwą formą pierwiastka. Dwa lub więcej pierwiastków może mieć taką samą liczbę protonów, ale różnić się liczbą neutronów w jądrze.

Być może najbardziej znanym z takich pierwiastków jest uran-235, który różni się od uranu-238 ponieważ ma o 3 neutrony mniej, mimo że oba są pierwiastkiem zidentyfikowanym jako uran. (Uran-235 jest używany w elektrowniach jądrowych i do produkcji broni jądrowej).

Mamy tendencję do myślenia o falach jak o czymś, co tworzy ocean lub coś, co robimy naszymi rękami, ale fizycy kojarzą fale z każdym zakłóceniem przenoszenia energii przez materię lub przestrzeń.

Fale mogą być wibracyjne lub oscylacyjne, fizycznego medium lub pola, wokół zasadniczo stałych lokalizacji. Istnieją dwa główne typy fal: mechaniczne lub elektromagnetyczne.

Czy wiesz, jaki rodzaj fali produkuje twoja kuchenka mikrofalowa?

Zapraszamy do odkrywania innych podstawowych pojęć fizycznych, podanych w pigułce dla ułatwienia trawienia!

Fizyka teoretyczna, astrofizyka lub fizyka plazmy: kiedy zastanawiasz się, w której gałęzi fizyki odciśniesz swoje piętno, na pewno ucieszy cię wiadomość, że pewnego dnia, dzięki ciężkiej pracy, możesz nazwać istotny element lub cząstkę, których przyszli uczniowie będą musieli się nauczyć!

Czy bozon Higgsa coś ci mówi?

Potrzebujesz nauczyciela z przedmiotu: Fizyka ?

Oceń czy nasz artykuł był pomocny 😊

5,00/5 - 1 głos(y)
Loading...

Marta

Pozytywnie zakręcona idealistka. Straszna psiara i wielbicielka gier planszowych. Fascynatka lingwistyki, kreatywnego myślenia i samorozwoju.