Úvodní stránka | Tato stránka v originále

Fyzika

Fyzika (od Řek od φυσικός (phusikos): předurčený člověk, od φύσις (fysis): Příroda) je věda přírody v nejširším smyslu. Fyzici zkoumat chování a vzájemná ovlivňování záležitost a radiace. Teorie fyziky být obecně vyjádřený jak matematický vztahy. Dobře-ustavené teorie jsou často odkazoval se na jak fyzikální zákony nebo práva fyziky; nicméně, jako všichni vědecké teorie, oni jsou nakonec prozatímní.

Fyzika je velmi blízko vztahoval se k jiný přírodní vědy, zvláště chemie, věda molekuly a chemické sloučeniny, které oni tvoří ve větším balení. Chemie čerpá ze mnoho polí fyziky, zvláště kvantová mechanika, termodynamika a elektromagnetismus. Nicméně, chemické jevy jsou dostatečně rozmanitý a komplexní ta chemie je obvykle považovaná za oddělenou disciplínu.

Dole je přehled majora subfields a pojetí ve fyzice, následovaný krátkým náčrtem minulosti fyziky a jeho subfields. Úplnější seznam témat fyziky je také dostupný.

Přehled fyziky

Teorie

Hlavní článek: Teorie fyziky

Centrální teorie

Klasická mechanika -- Termodynamika -- Statistická mechanika -- Elektromagnetismus -- Relativnost speciality -- Obecná relativnost -- Kvantová mechanika -- Kvantová polní teorie -- Standardní model -- Dynamika kapalin

Navrhnuté teorie

Teorie všeho -- Velká sjednocující teorie -- M-teorie -- Smyčková kvantová vážnost -- Vznik

Okrajové teorie

Studená fúze -- Dynamická teorie vážnosti -- Luminiferous aether -- Orgone energie -- Podobný systém teorie -- Teorie ustáleného stavu

Pojetí

Záležitost -- Antihmota -- Elementární částice -- Boson -- Fermion

Symetrie -- Pohyb -- Právo ochrany -- Hmota -- Energie -- Hybnost -- Hranatá hybnost -- Rotace

Čas -- Prostor -- Rozměr -- Spacetime -- Délka -- Rychlost -- Síla -- Točivý moment

Vlna -- Wavefunction -- Kvantové zapletení -- Harmonický oscilátor -- Magnetismus -- Elektřina -- Elektromagnetická radiace -- Teplota -- Entropie -- Fyzické informace

Přechody fáze -- Kritické jevy -- Self-organizace -- Spontánní symetrické lámání -- Supravodivost -- Superfluidity -- Kvantové fázové přechody

Základní síly

Gravitační -- Elektromagnetický -- Slabý -- Strong

Částečky

Hlavní článek: Particless

Atom -- Proton -- Neutron -- Elektron -- Quark -- Foton -- Gluon -- W boson -- Z boson -- Graviton -- Neutrino -- Radiace částečky--Fonon--Roton

Subfields fyziky

Fyzika akcelerátoru -- Akustika -- Astrofyzika -- Atomový, molekulární, a optická fyzika -- Výpočetní fyzika -- Zhuštěná záležitostní fyzika -- Kosmologie -- Cryogenics -- Dynamika kapalin -- Fyzika polymeru -- Optika -- Fyzika materiálů -- Jaderná fyzika -- Fyzika plazmy -- Jaderná fyzika (nebo fyzika vysoce účinné energie) -- Dynamika vozidla

Metody

Vědecká metoda -- Fyzická kvantita -- Měření -- Měřící přístroje -- Rozměrná analýza -- Statistiky

Stoly

Seznam fyzikálních zákonů -- Fyzické konstanty -- SI jednotky základu -- SI odvodil jednotky -- SI předpony -- Konverze jednotky

Historie

Minulost fyziky -- Slavní fyzici -- Nobelova cena ve fyzice

Příbuzná pole

Astronomie a astrofyzika -- Biofyzika -- Elektronika -- Inženýrství -- Geofyzika -- Věda materiálů -- Matematická fyzika -- Lékařská fyzika -- Fyzikální chemie

Stručná historie fyziky

Poznámka: Následovat je povrchní přehled vývoje fyziky. Pro detailnější historii, prosím odkazovat se na hlavní článek na toto téma, Minulost fyziky.

Od starověku, lidi pokusili se rozumět chování záležitosti: proč nepodložené objekty klesnou do základu, proč různé materiály mají různé vlastnosti, a tak dále. Také tajemství bylo charakter vesmír, takový jako forma Země a chování nebeských objektů takový jak Slunce a Měsíc. Několik teorií bylo navrhováno, většina z nich byla špatná. Tyto teorie byly velmi formulovány v filozofický podmínky, a nikdy ověřil systematickým experimentálním testováním. Tam byly výjimky a tam jsou anachronismy: pro příklad, Řek myslitel Archimedes odvodil mnoho správných kvantitativních druhů mechaniky a hydrostatics.

Během pozdní 16th století, Galileo propagoval použití experimentu potvrdit fyzické teorie, který je klíčový nápad v vědecká metoda. Galileo formuloval a úspěšně testoval několik výsledků v dynamika, v zvláštní právo Netečnost. V 1687, Newton publikoval Principia Mathematica, popisovat dvě úplné a úspěšné fyzické teorie: Newtonovy zákony pohybu, od kterého vyvstávat klasická mechanika; a Newtonův zákon gravitace, který popisuje základní síla vážnost. Obě teorie souhlasily dobře s experimentem. Klasická mechanika by byla podrobně prodloužená Lagrange, Hamilton, a jiní, kdo produkoval nové formulace, principy a výsledky. Právo gravitace zahájilo pole astrofyzika, který popisuje astronomický jevy používat fyzické teorie.

Od 18th století kupředu směřující, termodynamika byl vyvinut Boyle, Young, a mnoho jiní. V 1733, Bernoulli použité statistické hádky s klasickými mechaniky pocházet thermodynamic vyplývá, zavádět pole statistická mechanika. V 1798, Thompson demonstroval přeměnu mechanické práce do tepla, a v 1847 Joule řekl právo ochrany energie, ve formě tepla stejně jako mechanická energie.

Chování elektřina a magnetismus byl studován Faraday, Ohm, a jiní. V 1855, Maxwell sjednotil dva jevy do jediné teorie elektromagnetismus, popisovaný Maxwellovy rovnice. Předpověď této teorie bylo to světlo je elektromagnetická vlna.

V 1895, Roentgen objevený Rentgeny, který dopadal být vysoký-frekvence elektromagnetická radiace. Radioaktivita byl objeven v 1896 Henri Becquerel, a dalečejší studoval Pierre Curie a Marie Curie a jiní. Toto zahájilo pole jaderná fyzika.

V 1897, Thomson objevený elektron, elementární částice, která nese elektrický proud v obvodech. V 1904, on navrhoval první model atom, známý jak model vánočního pudinku. (Existence atomu byla navrhována v 1808 Dalton.)

V 1905, Einstein formuloval teorii relativnost speciality, unifikovat prostor a čas do jediné entity, spacetime. Relativnost předepíše různou transformaci mezitím vztažné soustavy než klasická mechanika; toto vyžadovalo vývoj relativistic mechanika jako nahrazení pro klasickou mechaniku. Ve vládním systému minima (poměrné) rychlosti, dvě teorie souhlasí. V 1915, Einstein prodloužený relativnost speciality vysvětlit vážnost s obecná teorie relativity, který nahradí Newtonův zákon gravitace. Ve vládním systému tichých mší a energiích, dvě teorie souhlasí.

V 1911, Rutherford odvozený od experimenty rozptylu existence kompaktního atomového jádra, se pozitivně nabitými voliči dabovaný protony. Neutrony, neutrální nukleární voliči, byl objeven v 1932 Chadwick.

Začínat v 1900, Planck, Einstein, Bohr, a jiní se vyvíjeli quantum teorie vysvětlit to různý neobvyklé experimentální výsledky tím, že představí jednotlivé energetické hladiny. V 1925, Heisenberg a 1926, Schr � dinger a Dirac formulovaný kvantová mechanika, který vysvětlil předchozí kvantové teorie. V kvantové mechanice, výsledky fyzických měření jsou neodmyslitelně probabilistic; teorie popisuje výpočet těchto pravděpodobností. To úspěšně popisuje chování záležitosti u malých vzdálenostních měřítek.

Kvantové mechaniky také poskytovaly teoretické nástroje pro zhuštěná záležitostní fyzika, který zkoumá fyzické chování pevných látek a kapaliny, včetně jevů takový jako struktury krystalu, semiconductivity, a supravodivost. Průkopníci zhuštěné záležitostní fyziky zahrnují Bloch, kdo vytvořil quantum mechanický popis chování elektronů ve strukturách krystalu v 1928.

Během Světová válka II, výzkum byl řízen každou stranou do jaderná fyzika, pro účel vytvářet atomová bomba. Německé úsilí, vedl o Heisenberg, neuspěl, ale spřízněný Manhattan projekt dosáhl jeho cíle. V Americe, tým vedl o Fermi dosáhl prvního muže-vyrobený nukleární řetězová reakce v 1942, a v 1945 svět je nejprve nukleární výbušný byl odpálen u Trinity místo, blízko Alamogordo, Nové Mexiko.

Kvantová polní teorie byl vytvořen aby rozšířil kvantovou mechaniku být shodný se zvláštní relativností. To dosáhlo jeho moderní tvar v pozdní čtyřicátá léta s prací Feynman, Schwinger, Tomonaga, a Dyson. Oni formulovali teorii quantum electrodynamics, který popisuje elektromagnetické vzájemné ovlivňování.

Kvantová polní teorie poskytla rám pro moderní jaderná fyzika, který studuje základní síly a elementární částice. V 1954, Yang a Mills vyvinul třídu teorie měřidla, který poskytl rám pro Standardní model. Standardní model, který byl dokončen v sedmdesátá léta, úspěšně popisuje téměř všechny částice pozorovaly to k datu.

Budoucí směry

Jak 2003, výzkum postupuje na velkém množství polí fyziky.

V zhuštěná záležitostní fyzika, největší nevyřešený teoretický problém je vysvětlení pro vysoce-supravodivost teploty. Silné snahy, velmi experimentální, jsou dáni do výroby přijatelný spintronics a kvantové počítače.

V jaderné fyzice, první kusy experimentálního důkazu pro fyziku dál Standardní model začali se objevit. Foremost mezi toto být znamení, že neutrina mít non-nula hmota. Tyto experimentální výsledky zjeví se řešili dlouhotrvající sluneční problém neutrina ve sluneční fyzice. Fyzika masivních neutrin je nyní oblast aktivní teoretický a experimentální výzkum. V příští několik roků, urychlovače částic začnou sondovat měřítka energie v TeV rozsah, ve kterém experimentalists doufají, že najde důkaz pro higgs boson a supersymmetric částečky.

Teoretické pokusy sjednotit kvantová mechanika a obecná relativnost do jediné teorie kvantová vážnost, program pokračující pro přes polovinu století, má přesto plodit ovoce. Proud vedoucí kandidáti jsou M-teorie a smyčková kvantová vážnost.

Mnoho astronomický jevy mají zatím být vysvětlen, včetně existence krajní-vysoce účinná energie kosmické paprsky a neobvyklé rotační rychlosti galaxií. Teorie, které byly chystaly se vyřešit tyto problémy zahrnovat dvojnásobně-relativnost speciality, upravený Newtonian dynamika, a existence tmavá záležitost. Ve sčítání, kosmologické předpovědi poslední několik dekád bylo popřeno nedávným důkazem to expanze vesmíru se zrychluje.

Vidět nevyřešené problémy ve fyzice pro plnější léčbu tohoto předmětu.

Doporučená četba a vnější spojení

nds: Physik