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Doppelt Regenbogen (der zweite Bogen ist außerhalb des ersten schwach sichtbar). Innerhalb des ersten Bogens sind redundante Regenbogen zu sehen. Der Schatten der Kamera ist der Mittelpunkt des Kreisbogens. Aufnahme in Wrangell–St. Elias Nationalpark und Reservat, Alaska.

Blitz ist ein elektrostatisch Entlastung in der Atmosphäre.

Lava- 10 m hoher Brunnen in Form eines A Parabel zeigt beides Galilei's Fallgesetz wenn schwarze Strahlung – die Temperatur kann mit der an der Farbe abgelesen werden Wiener Gesetz. Pahoehoe-artige Lava, südlich von Pu'u Kahaualea, Hawaii, United States Geological Survey, 1983.

EIN Laserstrahl von dem Keck-Teleskop-2 auf Mauna Kea, Hawaii. Dieser Strahl dient dazu, atmosphärische Turbulenzen (Sehen) kann bei astronomischen Beobachtungen mit adaptive Optik. Rechts ist der Milchstraße sichtbar. Die Sternlinien zeigen die Drehung des Boden während der Expositionszeit von 3 Minuten.

F-18 Hornisse mit Überschallgeschwindigkeit (um die Schallgeschwindigkeit). Die kegelförmige Wolke verursacht durch Kondensation von Wassertropfen in der Zone niedrigeren Drucks und niedrigerer Temperatur hinter dem Flügel. Auch oben hinter dem Cockpit Kondensation ist sichtbar.

Das Frequenz und der Wellenlänge eines Umzugs Klang- oder Lichtquelle Änderungen für den Betrachter durch die Doppler-Effekt. Links verdichten sich die Wellen, rechts hat sich ihr Abstand vergrößert.

Pumpstation Biene Kinderdijk passt Archimedes Schraubenschroef Wasser zu pumpen.

Eins mit dem Computer simuliert Zusammenstoß von zwei Protonen im CMS-Detektor der Large Hadron Collider von CERN, in dem das lang ersehnte Higgs-Boson tritt auf und zerfällt.

Solarplatten auf dem Dach eines Hauses.

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Wochenschau von 1971 über einen Tag der offenen Tür in Physiklaboratorien in den Niederlanden.

Physik oder Physik ist die Filiale von Wissenschaft diese allgemeinen Eigenschaften von Angelegenheit und Strahlung untersucht und beschreibt, wie z Leistung, Gleichgewicht und Bewegung, Phasen und Phasenübergänge, Strahlung, Wärme, Licht, Klang, Magnetismus und Elektrizität, sofern nein Chemiker Veränderungen auftreten. Dies bedeutet, dass die molekular Zusammensetzung der Stoffe ändert sich nicht.

Wie die meisten Naturwissenschaften Physik wird in einer Wechselwirkung zwischen Theorie und Experiment (die sogenannte wissenschaftliche Methode), wobei Theorien zu Experimenten führen, Experimente als Inspiration oder Anhaltspunkte für Theorien dienen können und diese wiederum an Experimenten getestet werden können. Physikalische Theorien können sehr kompliziert werden, obwohl das Prinzip einfach ist. Eine Aussage von Albert Einstein besagt, dass eine Aussage "so einfach wie möglich" sein sollte, "aber nicht einfacher", also nicht auf Kosten der Genauigkeit.

Es gibt viele Disziplinen und Spezialisierungen innerhalb der Physik, die eine gemeinsame Basis haben können, wie z Optik und der Elektromagnetismus, das Geophysik und der seismisch. Entdeckungen in einer Disziplin können große Konsequenzen für andere Disziplinen haben. Methoden und Techniken die aus der Physik kommen, erweisen sich oft als anwendbar in anderen Wissenschaftsgebieten.

Abgrenzung

Physiker das Verhalten von studieren Angelegenheit und Energie, sowie deren gegenseitige Interaktion innerhalb von Platz und Zeit. Es könnte zum Beispiel sein Masse auf makroskopischer Maßstab, om Strahlung oder an einzelne Elementarteilchen und deren Interaktionen. Der Physiker untersucht die nicht-Chemiker Eigenschaften von Stoffen, wie z Phasenübergänge, Viskosität, Kristallstruktur, elektrische Leitung und Wärmeleitung und versucht es zu erklären. Die Einschränkung, dass Änderungen der chemischen Zusammensetzung nicht in der Physik enthalten sind, ist in der Tat historisch bedingt. Was passiert drinnen Atome, aus denen sich Moleküle zusammensetzen, gilt wiederum als Teil der Physik. Die Physik konzentrierte sich ursprünglich auf die Nicht-Lebenden Natur, während die lebendige Natur dem Biologie. Aber seit einem Jahrhundert im Gemeinschaftsraum des Biophysik physikalischen Eigenschaften lebender Systeme.

Physik ist ein exakte Wissenschaftd.h. man strebt nach mathematischer Genauigkeit bei Aussagen über physikalische Phänomene. Die Unsicherheitsmarge wird quantitativ angegeben. Oft werden bewusst vereinfachende mathematische Modelle verwendet, zum Beispiel werden die Planeten bei der Berechnung ihrer Planeten verwendet Job in guter Näherung zunächst als sphärisch dargestellt. Das klassische Mechanik von dem siebzehntes Jahrhundert gilt aufgrund der Entstehung der Quantenmechanik, seit Beginn des zwanzigstes Jahrhundert nur unter folgenden, zwei Randbedingungen: Die Geschwindigkeiten sind klein im Verhältnis zum Lichtgeschwindigkeit, und die Stoffmengen sind makroskopische. Biene Experimentelle Physik Forschung sollte immer berücksichtigen Messfehler. Eine gültige wissenschaftliche Aussage setzt voraus, dass die Wahrscheinlichkeitsverteilung des Fehlermarge von dem Experiment ist bekannt.^[Quelle?] In der modernen Quantenmechanik spielen fundamentale Indefinite in der physikalische Quantitäten selbst (z. B. Ort und Impuls - das Heisenbergsche Unschärferelation in dem Teilchenphysik) eine zentrale Rolle.

Es gibt viele Schnittstellen zu anderen exakte Wissenschaften:

Mathematik. Mathematik ist unverzichtbar, um physikalische Beobachtungen zu einer kohärenten, quantifizierenden und überprüfbaren Theorie zu formen. Heutzutage wird wissenschaftliche Forschung selten von neuen Entwicklungen auf dem Gebiet der Wissenschaft begleitet angewandte Mathematik. Vor allem im 17., 18. und 19. Jahrhundert sind Gelehrte wie Newton, die Familie Bernoullic, Gauss, Stokes, Lagrange, Euler, Fourier und Henri Poincare trugen gleichzeitig wesentlich zur Entwicklung neuer Gebiete in Physik und Mathematik bei (Differentialrechnung, Vektoranalyse, Potentialtheorie und Fourier-Analyse, siehe auch mathematische Physik). Heute ist diese Kombination außergewöhnlicher, obwohl Theoretiker der Stringtheorie auch neue Mathematik entwickeln (z.B Edward Witten).
Chemie, die angeschaut wird Reaktionen zwischen verschiedenen Stoffen (Schnittstelle mit dem physikalische Chemie, Quantenchemie).
Astronomiedenn die Gesetze der Physik gelten für die Erde und alle Himmelskörper, Staubteilchen und Gaswolken innerhalb und außerhalb der Sonnensystem.
Biologie, die sich mit allen beschäftigt Lebensformen (Schnittstelle mit Biophysik, Bioinformatik).

Methode

Physik entwickelte die wissenschaftliche Methode und benutzt es immer noch. Um kohärente und miteinander vergleichbare Beobachtungen zu machen, ist ein System von physikalische Größen und Einheiten entwickelt.Mit Hypothesen, Experimente, Beobachtungen und Messungen versucht der Physiker verborgene Muster zu entdecken. Diese sind in einem Physiker zusammengefasst Theorie. Obwohl der Gebrauch der Mathematik kein Selbstzweck ist, werden Mathematik und Physik seit der Zeit des Christian Huygens' Pendeltheorie und Isaac NewtonPrincipia Mathematica untrennbar verbunden. Mit einer solchen Theorie können neue Testexperimente entwickelt werden. Wenn die vorhergesagten Ergebnisse tatsächlich beobachtet werden, kann die Theorie weiter ausgebaut werden. Erweisen sich die Vorhersagen als falsch, wird die Theorie angepasst oder sogar komplett verworfen und eine neue Theorie gesucht.

Eine physikalische Theorie ist daher niemals eine unanfechtbare Wahrheit. Sie sollte immer offen sein, um mit neuen Beobachtungen getestet zu werden, und kann aufgrund des Aufkommens neuer Einsichten in Frage gestellt werden. Daher ist die schlimmste Kritik, die eine Theorie treffen kann, der Vorwurf nicht einmal falsch (nicht einmal falsch, eine Aussage des österreichischen Theoretikers Wolfgang Paulic). Eine irrige Theorie, indem sie eine experimentelle Widerlegung provoziert, kann die Wissenschaft mit Beobachtungen voranbringen, die sonst nie gemacht worden wären, aber eine nicht überprüfbare Theorie ist völlig nutzlos.

Physikalische Theorien, die eine wichtige Gruppe von Beobachtungen über einen längeren Zeitraum erklären können Naturgesetze erwähnt, zum Beispiel die Maxwells Gesetze. Übrigens gibt es keine formale Unterscheidung zwischen Theorien und Gesetzen. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein solches Naturgesetz jemals vollständig sein wird gefälscht wird sehr klein. Häufiger wird eine bestehende Theorie zu einem Sonderfall einer neuen übergreifenden Theorie. Ein bekanntes Beispiel dafür ist der klassische Mechanik von Isaac Newton, das nach mehr als zwei Jahrhunderten scheinbarer Unverletzlichkeit zu einem speziellen Fall der langsamen spezielle Relativitätstheorie, was wiederum zu einem Sonderfall bei einstimmigen Sätzen der umfassenderen wurde generelle Relativität von Albert Einstein. Darüber hinaus wurde die klassische Mechanik auch zu einem Sonderfall (nämlich im makroskopischen Maßstab) der breiteren Quantenmechanik.

Fachgebiete

Physik war ursprünglich ein gut organisiertes Studienfach. Anfangs war es einem begabten Menschen noch möglich, das gesamte Gebiet der Physik zu überblicken und zu beherrschen. Viele Physiker beschäftigten sich mit unterschiedlichen und teilweise sehr unterschiedlichen Gebieten der Physik. Beispielsweise Isaac Newton entdeckte einen mathematischen Ausdruck für die Schwere einen Apfel zu Boden fallen lassen. Aber er dachte auch, dass die gleiche Schwerkraft die gegenseitige Anziehung der Wederzijds gewährleistet Boden und der Mond. Er studierte auch Licht und entdeckte, dass weißes Licht in vielen Farben zerfällt, wenn es durch a . fällt Prisma gebrochen wird. Er beschäftigte sich auch mit Wärme und Eigenschaften von Flüssigkeiten und entwickelte die Spiegelteleskop. Aber er konnte nicht genug von Strom bekommen.

Aufgrund des Erfolgs von Galilei, Newton und ihren Nachfolgern hat sich die Physik ausgeweitet und es ist für einen Menschen nicht mehr möglich, das gesamte Terrain im Detail zu verfolgen. Deshalb spezialisieren sich die meisten Physiker auf ein bestimmtes Gebiet. Jedes Jahr gibt es a Nobelpreis für Physik ausgezeichnet. Trotz der Spezialisierungen innerhalb der Physik ermöglicht die Gemeinsamkeit vielen Physikern, Teilbereiche zueinander zu beziehen. Bereiche, die abgeschlossen schienen – zum Beispiel die Optik – wurden wieder durch neue Entdeckungen angeregt, zum Beispiel die Entdeckung von Laserlicht und von der Photon dank Quantenmechanik. Felder und Fächer innerhalb der Physik sind:

Akustik - das Studium der Klang, sowohl in der Luft als auch in anderen Fortpflanzungsmedien.
Astrophysik, Astronomie und Kosmologie – die Physik der Sterne und der Universum. Um astrophysikalische Forschungen außerhalb der (Belästigungs-)Atmosphäre durchführen zu können, Space Shuttle benutzt. Normalerweise a künstlicher Mond mit Visierinstrumenten in a Orbit um die Erde gebracht oder zu einem Planet oder ein anderes Objekt im Sonnensystem. Ein bekanntes Beispiel ist die Hubble-Weltraumteleskop, mit dem bereits viele neue Entdeckungen gemacht wurden. Geforscht wird von der Erde in die Objekte im Sonnensystem, die Sterne in der in Milchstraße und andere Galaxien und so weiter. Man kann im sichtbaren Licht beobachten, aber auch im Infrarot (IR), Ultraviolett (UV), Radio-, Röntgen- und Gammastrahlung. Auf diese Weise erwerben wir immer mehr Wissen über den Raum um uns herum, der voller besonderer Phänomene ist, wie zum Beispiel: Schwarze Löcher, Nebel und Gaswolken. Das Relativitätstheorie von Einstein wird durch diese Art der Forschung immer wieder bestätigt.
Atomphysik – Untersucht Atome, insbesondere das Verhalten der Elektronen im Atom. Atomphysik ist nah am Feld physikalische Chemie, aber auch mit analytische Chemie (insbesondere Spektroskopie).
Biophysik - Untersucht die physikalische Seite von (Teilen von) lebenden Systemen wie Zellmembranen, DNA und Biomoleküle, Photosynthese (Photobiophysik), Muskeln, Sinne, Herz und Blutgefäße, Antrieb von einzellig, Reizleitung in Nerven, Flucht vor Vögel und Insekten, der Effekt von ionisierende Strahlung auf Tüchern und so weiter.
Teilchenphysik (ebenfalls Hochenergiephysik bezeichnet) – Untersucht das Verhalten von subatomare Partikel und die grundlegende Physik beteiligt. Wird oft mit dem verwendet Kernphysik gruppiert als subatomare physik.
Wirtschaftsphysik untersucht Gesetze in der Wirtschaft und im Gegensatz zur konventionellen Ökonomie geht sie nicht von einem Gleichgewicht aus.
Elektromagnetismus und Elektrodynamik – Untersucht Phänomene im Zusammenhang mit elektrischer Strom – d.h. die Verschiebung von elektrische Ladung, unter dem Einfluss von Stromspannung, zum Beispiel von a Widerstand – und das dazugehörige Magnetfelder. Auch ein Konzept wie Induktivität kommt vom Elektromagnetismus (siehe auch Elektrotechnik, Elektronik). Das Lorentzkraft, d. h. die Kraft, die ein Magnetfeld auf eine bewegte elektrische Ladung ausübt, bildet die Grundlage für alle Elektromotor und Generator. Elektronenoptik beschäftigt sich mit der Fokussierung und Abbildung von Strahlen geladener Teilchen (Elektronenmikroskopie, Bildröhren, Teilchenbeschleuniger, usw.)
Physikalische Chemie – beschäftigt sich mit den Grenzgebieten Physik und Chemie. Themen sind Oberflächenphänomene, Diffusion, Osmose, Kolloide und so weiter. In der Praxis wird es als Teil der Chemie angesehen.
Geophysik – das Studium der physikalischen Phänomene, die in der Erde vorkommen, sowohl in der Erdkruste wie im Mantel und im Kern. Das Seismologie ist auch hier enthalten.
Kernphysik, und das resultierende Teilchenphysik – die Physik der Elementarteilchen, aus denen a Atom und der Atomkern existiert. Das sind nicht nur Protonen, Neutronen und Elektronen, aber auch viele andere kleine Partikel wie die Positron. Protonen und Neutronen wiederum bestehen aus Quarks. Einige dieser Partikel haben eine sehr kurze Lebensdauer (haben eine „kurze“ halbes Leben"). Die Kernphysik hat unter anderem zur Erfindung des Atombombe, aber auch von der Kernreaktor und der Nuklearmedizin.
Quantenmechanik – Die Beschreibung von Materie auf molekularer, atomarer und subatomarer Ebene, die zusammen mit den Relativitätstheorie gab zu Beginn des 20. Jahrhunderts der gesamten Physik eine neue Grundlage. Beide Theorien fallen unter die Überschrift moderne Physik, im Gegensatz zu allem, was diesen beiden Theorien vorausging, die klassische Physik erwähnt.
Mathematische Physik, auch in Flandern Mathematische Physik genannt – beschäftigt sich mit mathematischer Theorie für die physikalische Grundlagenforschung.
Mechanik – der älteste Zweig der klassischen Physik: das Verhalten von Objekten im Stillstand und in Bewegung mit den Kernkonzepten Masse, Leistung, Impuls, Arbeit und Energie. Eine Schnittstelle zur Festkörperphysik ist die Krafttheorie von Materialien.
Medizinische Physik – Erforschung und Anwendung der Physik in der Medizin, wie z Radiologie, Ultraschalluntersuchung, Lungenfunktionsforschung, Sinnesphysik (Audiologie, Bewerbungen im Augenheilkunde), Nuklearmedizin, weitere bildgebende Verfahren wie MRT, CT, Haustierscan und so weiter.
Meteorologie – das Studium an der Atmosphäre und die darin stattfindenden physikalischen Phänomene. Wettervorhersage und Klimawandel sind gesellschaftlich relevante Aspekte.
Messtechnik – Definition von Maßeinheiten und Entwicklung genauer Messtechniken.
Molekularphysik – untersucht die Eigenschaften von Molekülen, beispielsweise die Übergänge zwischen Energieniveaus von Schwingungen und Rotationen. Hat Verbindungen zu den physikalische Chemie.
Optik – Geometrische Optik beschäftigt sich mit der Brechung und Reflexion von Licht und den daraus resultierenden bildgebenden Verfahren, bei denen die Lichtstrahl das Modell ist für die Lichtausbreitung. Physikalische Optik beschäftigt sich mit dem Verhalten von Licht als Form von elektromagnetische Strahlung, wenn Photonen der mit dem Lichtgeschwindigkeit reisend und manchmal als Partikel, manchmal aber auch als a Golf sich verhalten. Komponenten in der geometrischen Optik sind Linsen, Prismen, Spiegel usw. Die physikalische Optik arbeitet mit Riegel, Laser und viele andere Geräte. Ein Beispiel für ein Ergebnis einer physikalisch-optischen Untersuchung ist a Hologramm. Weitere Erweiterungen der physikalischen Optik sind nichtlineare Optik, das mit sehr hohen Lichtintensitäten umgeht, und Quantenoptik, das als Forschungsgebiet den Grenzbereich zwischen Optik und Quantenmechanik hat.
Plasmaphysik – untersucht extrem heiße Gase, bei denen die Moleküle nicht nur in Atome zerfallen, sondern die Atome auch ihre Elektronen verlieren, wodurch Gase aus entgegengesetzt geladenen Teilchen entstehen (Plasmas). Hier kannst du Kernfusion auftreten, wie im Kern eines Lieferwagens Star und in a Wasserstoffbombe. Das Hauptziel der angewandten Forschung ist die kontrollierte Kernfusion, die eine nahezu unerschöpfliche und umweltfreundliche Energiequelle ermöglichen würde. Ebenfalls Magnetohydrodynamik, das das Verhalten fließender Plasmen in einem Magnetfeld untersucht, wird oft als Teil der Plasmaphysik angesehen.
Relativitätstheorie – befasst sich mit Phänomenen bei Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit (3 × 10⁸ m/s) und die Physik im großen Maßstab im Kosmologie. Ausgezeichnet sind hier die spezielle Relativitätstheorie, die auf gleichförmige Bewegungen (d. h. mit konstanter Geschwindigkeit und Richtung) beschränkt ist, und die generelle Relativität, die sich hauptsächlich mit Beschleunigung und Schwerkraft beschäftigt.
Stringtheorie und M-Theorie – neue Theorien, dass die vier Grundkräfte der Natur versuchen, mit einer universellen, noch nicht existierenden Theorie zu erklären. Sie tun so, als ob Quantenfeldtheorie und die Allgemeine Relativitätstheorie als Grundlage der Physik, sind aber noch umstritten und unzureichend entwickelt und erprobt.
Statistische Thermodynamik oder Statistische Mechanik – untersucht das Verhalten einer großen Anzahl von Teilchen und stellt so einen Zusammenhang zwischen Mechanik einerseits und Thermodynamik andererseits.
Flüssigkeitsdynamik, einschließlich Strömungsmechanik und Aerodynamik – Erforschung der Strömung von Gasen und Flüssigkeiten, die beispielsweise bei Entwicklungen in der Luftfahrt. Zu den Bereichen, von denen noch nicht alles bekannt ist, gehören Turbulenz und Verhalten bei Überschallgeschwindigkeit.
Thermodynamik (auch „Wärmetheorie“ genannt) – forscht zu Temperatur und Druck von Gasen und Flüssigkeiten, aber auch bei Phasenübergängen wie dem Schmelzen von Eis zu Wasser, wo Schmelzwärme veröffentlicht. Ist stark unter anderem verbunden mit dem physikalische Chemie, aber auch mit (Teilbereichen) der Maschinenbau.
Festkörperphysik – Physik der Festkörper. Dieses Thema hat mehrere Unterbereiche wie z Materialwissenschaften, Metallurgie, magnetische Materialien, Halbleiterphysik und Supraleitung.

Anwendungen

Physik findet Anwendungen, die zum Angewandte Physik berechnet werden kann. Alle modernen Geräte, wie z Laser- und das auf dem Transistor basierte Informations- und Kommunikationstechnologie, so dass die Computer, es Internet, das MP3-Player, das Mobiltelefon, aber auch alle Arten von Fahrzeugen an Land, auf See, in der Luft und im Weltraum sowie die meisten Waffen, wäre ohne die zeitgenössische Physik nicht erfunden worden.

Siehe auch

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