Física
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A física é a ciência da matéria e do seu movimento , bem como espaço e tempo - a ciência que lida com conceitos como força , energia , massa e carga. A Física é uma experimental da ciência ; é a análise geral da natureza , realizados a fim de entender como o mundo em torno de nós se comporta.
A física é uma das mais antigas disciplinas acadêmicas, tendo surgiu como uma ciência moderna no século 17, e através da sua subcampo moderna da astronomia , pode ser o mais antigo de todos. Aqueles que trabalham profissionalmente no campo são conhecidos como físicos.
Avanços na física muitas vezes traduzir para o sector tecnológico, e, por vezes, influenciar as outras ciências, bem como matemática e filosofia. Por exemplo, os avanços na compreensão do electromagnetismo levaram à utilização generalizada de dispositivos acionados eletricamente (televisores, computadores, eletrodomésticos etc.); avanços na termodinâmica levou ao desenvolvimento de transporte motorizado; e os avanços na mecânica levou ao desenvolvimento de cálculo , química quântica , e o uso de instrumentos, tais como a microscópio eletrônico, em microbiologia.
Hoje, a física é um assunto amplo e altamente desenvolvida. A investigação é frequentemente dividida em quatro subáreas: física da matéria condensada; atômica, molecular e física óptica; física de alta energia; e astronomia e astrofísica. A maioria dos físicos também especializar-se em qualquer teórica ou experimental de investigação, o ex-responsável pelo desenvolvimento de novas teorias, e este último lidar com os testes experimentais das teorias e da descoberta de novos fenômenos. Apesar de descobertas importantes durante os últimos quatro séculos, há uma série de problemas não resolvidos na física, e muitas áreas de pesquisa ativa.
Teorias fundamentais
Embora física abrange uma grande variedade de fenômenos, as teorias fundamentais da física são a mecânica clássica , eletromagnetismo (incluindo ópticas ), relatividade , termodinâmica e mecânica quântica . Cada uma destas teorias foi testado em experiências numerosas e provou ser um modelo preciso da natureza dentro do seu domínio de validade. Por exemplo, a mecânica clássica descreve corretamente o movimento dos objetos na experiência cotidiana, mas se decompõe em escala atômica, onde é substituída pela mecânica quântica , e em velocidades se aproximando da velocidade da luz , onde relativistas efeitos tornam-se importantes. Enquanto essas teorias têm sido muito bem compreendido, eles continuam a ser áreas de pesquisa ativa - por exemplo, um aspecto notável da mecânica clássica conhecida como teoria do caos foi desenvolvido no século 20, três séculos depois da formulação original da mecânica por Isaac Newton (1642-1727). As teorias básicas formar uma base para o estudo e investigação de temas mais especializados. Uma tabela dessas teorias, junto com muitos dos conceitos que empregam, podem ser encontrados Aqui.
A mecânica clássica
A mecânica clássica é um modelo da física da forças que atuam sobre corpos. É muitas vezes referido como "mecânica newtoniana", após Isaac Newton e suas leis do movimento . Mecânica subdivide-se em estática, que modela objetos em repouso, cinemática , que modela objetos em movimento, e dinâmica, que modela objectos sujeitos a forças. Os mecânica clássica de objetos contínuos e deformáveis é mecânica do contínuo, o que em si pode ser dividido em mecânica dos sólidos e mecânica dos fluidos de acordo com o estado da matéria que está sendo estudada. Este último, a mecânica de líquidos e gases , inclui hidrostática, hidrodinâmica, pneumática, aerodinâmica, e outros campos.
A mecânica clássica produz resultados precisos dentro do domínio da experiência cotidiana. Ele é substituído pelo mecânica relativista para sistemas móveis a grandes velocidades perto da velocidade da luz , a mecânica quântica para sistemas em escalas pequenas distâncias, e teoria quântica de campos relativística para sistemas com ambas as propriedades. No entanto, a mecânica clássica é ainda útil, porque é muito mais simples e mais fáceis de aplicar do que estas outras teorias, e tem uma grande gama de validade aproximada. A mecânica clássica pode ser usado para descrever o movimento de objectos de tamanho humano (tal como e topos bolas de beisebol), muitos objetos astronômicos (como planetas e galáxias), e certos objetos microscópicos (como moléculas orgânicas).
Um importante conceito da mecânica é a identificação de conservada a energia e quantidade de movimento , o que leva à Lagrangian e Hamiltonianos reformulações das leis de Newton. Teorias como a mecânica dos fluidos e do teoria cinética dos gases resultaria da aplicação mecânica clássica para sistemas macroscópicos. Um resultado relativamente recente de considerações sobre a dinâmica dos sistemas não-lineares é a teoria do caos , o estudo de sistemas em que pequenas mudanças em uma variável pode ter grandes efeitos. Lei da gravitação universal de Newton, formulado no prazo de mecânica clássica, explicou Leis de Kepler e ajudaram a tornar a mecânica clássica um elemento importante da Revolução Científica.
Eletromagnetismo
Eletromagnetismo descreve a interação de partículas carregadas com elétrico e magnético campos. Ele pode ser dividido em eletrostática, o estudo das interações entre cargas em repouso, e eletrodinâmica, o estudo das interações entre cargas em movimento e radiação. A teoria do electromagnetismo clássico baseia-se na Lei da força de Lorentz e as equações de Maxwell .
Eletrostática é o estudo de fenômenos associados com corpos carregados em repouso. Tal como descrito pela lei de Coulomb , tais corpos exercer forças sobre o outro. O seu comportamento pode ser analisado em termos do conceito de um campo eléctrico em torno de qualquer corpo carregado, de modo a que um outro corpo carregado colocado dentro do campo é sujeito a uma força proporcional à magnitude da sua própria carga e a magnitude do campo na sua localização . Se a força é atractivo ou repulsivo depende da polaridade da carga. Eletrostática tem muitas aplicações, que vão desde a análise de fenômenos como tempestades para o estudo do comportamento de tubos de elétrons.
Eletrodinâmica é o estudo de fenômenos associados com cobradas corpos em movimento e variando elétrica e campos magnéticos. Uma vez que uma carga em movimento produz um campo magnético, electrodinâmica está preocupado com os efeitos, tais como o magnetismo, electromagnético radiação, e indução electromagnética, incluindo aplicações práticas tais como o gerador elétrico eo motor elétrico. Esta área da eletrodinâmica, conhecida como eletrodinâmica clássica, foi primeiro sistematicamente explicado por James Clerk Maxwell , e as equações de Maxwell descrevem os fenômenos desta área com grande generalidade. Um desenvolvimento mais recente é eletrodinâmica quântica, que incorpora as leis da teoria quântica para explicar a interação da radiação eletromagnética com a matéria. Dirac, Heisenberg, e Pauli foram pioneiros na formulação da eletrodinâmica quântica. Eletrodinâmica relativista responde por relativistas correções para os movimentos de partículas carregadas quando suas velocidades se aproximam da velocidade da luz. Aplica-se a fenômenos envolvidos com aceleradores de partículas e tubos de elétrons que transportam alta e tensões correntes.
Eletromagnetismo abrange vários eletromagnética do mundo real fenômenos. Por exemplo, a luz é uma oscilante campo eletromagnético que é irradiado de acelerar partículas carregadas. Além da gravidade , a maioria das forças na experiência cotidiana são em última análise, resultado do eletromagnetismo.
Os princípios do eletromagnetismo encontram aplicações em várias disciplinas afins, tais como microondas, antenas, máquinas elétricas, comunicações por satélite, Bioelectromagnetics, plasmas , nuclear de investigação, fibra óptica , interferência eletromagnética e compatibilidade, conversão de energia eletromecânica, radar meteorologia , e sensoriamento remoto. Dispositivos eletromagnéticos incluem transformadores, elétrico relés, rádio / TV , telefones , motores elétricos, linhas de transmissão, , guias de onda de fibras ópticas , e lasers .
Relatividade
Relatividade é uma generalização da mecânica clássica que descreve os sistemas de grande massa em movimento rápido ou. Ele inclui especial e relatividade geral .
A teoria da relatividade especial foi proposta em 1905 por Albert Einstein em seu artigo " Sobre a Eletrodinâmica dos Corpos em Movimento ". O título do artigo refere-se ao fato de que a relatividade especial resolve uma inconsistência entre as equações de Maxwell e mecânica clássica. A teoria baseia- dois postulados: (1) que as formas matemáticas do as leis da física são invariáveis em todos sistemas inerciais; e (2) que a velocidade da luz numa vácuo é constante e independente da fonte ou observador. Conciliar os dois postulados exige uma unificação de espaço e tempo para o conceito dependente da estrutura de espaço-tempo.
A relatividade especial tem uma variedade de conseqüências surpreendentes que parecem violar o senso comum, mas todos foram verificados experimentalmente. É overthrows noções newtonianas do espaço de tempo absoluta e , afirmando que a distância e o tempo dependem do observador, e que o tempo e espaço são percebidos de forma diferente, dependendo do observador. A teoria leva à afirmação de mudança de massa , dimensão, e o tempo com o aumento da velocidade . Ele também produz a equivalência de matéria e energia , tal como expresso no fórmula de equivalência massa-energia E = mc 2, em que c é a velocidade da luz no vácuo. A relatividade especial ea Relatividade de Galileu da mecânica newtoniana concordam quando as velocidades são pequenos em comparação com a velocidade da luz. A relatividade especial não descreve a gravitação; no entanto, ele pode lidar com movimento acelerado na ausência de gravidade.
A relatividade geral é o geométrica teoria da gravitação publicada por Albert Einstein em 1915/16. Ele unifica a relatividade especial , A lei de Newton da gravitação universal, e a percepção de que a gravidade pode ser descrito pela curvatura espaço e tempo . Na relatividade geral, a curvatura espaço-tempo é produzido pela energia de radiação e matéria. A relatividade geral se distingue de outro métrico teorias da gravitação por seu uso da Equações de campo de Einstein para relacionar o conteúdo do espaço-tempo e curvatura do espaço-tempo. Local Invariância de Lorentz requer que os tubos de distribuição descritos na GR ser 4-dimensional e de Lorentz em vez de Riemannian. Além disso, o princípio de forças de covariância gerais que a matemática ser expressos usando cálculo tensor.
O primeiro sucesso da relatividade geral era para explicar a anômala periélio precessão de Mercúrio . Então, em 1919, Sir Arthur Eddington anunciou que as observações de estrelas perto do eclipsada Sun confirmou a previsão de relatividade geral que objetos massivos curva de luz . Desde então, muitos outros observações e experimentos confirmaram muitas das previsões da relatividade geral, incluindo dilatação do tempo gravitacional, o redshift gravitacional da luz, atraso do sinal, e radiação gravitacional. Além disso, numerosas observações são interpretados como uma confirmação de uma das previsões mais misteriosos e exóticos da relatividade geral, a existência de buracos negros .
Termodinâmica e mecânica estatística
Termodinâmica estuda os efeitos das mudanças de temperatura , de pressão e de volume na sistemas físicos no escala macroscópica, e a transferência de energia como calor . Historicamente, termodinâmica desenvolvido por necessidade de aumentar a a eficiência das primeiras máquinas a vapor .
O ponto de partida para a maioria das considerações termodinâmicas são o leis da termodinâmica, que postulam que a energia podem ser trocados entre sistemas físicos como calor ou trabalho . Eles também postulam a existência de uma quantidade chamada entropia , que pode ser definida para qualquer sistema. Em termodinâmica, as interações entre grandes conjuntos de objetos são estudadas e categorizadas. Central a esta são os conceitos de e sistema arredores. Um sistema é constituído por partículas, cujos movimentos média definir as suas propriedades, as quais por sua vez estão ligadas uma à outra através equações de estado. As propriedades podem ser combinadas para expressar interno da energia e potenciais termodinâmicos, que são úteis para a determinação de condições equilíbrio e processos espontâneos.
Mecânica estatística análises macroscópico sistemas através da aplicação de princípios estatísticos aos seus constituintes microscópicos. Ele fornece uma estrutura para relacionar as propriedades microscópicas de átomos e moléculas individuais para as propriedades macroscópicas ou a granel de materiais que podem ser observados na vida cotidiana. Termodinâmica pode ser explicado como um resultado natural de estatísticas e de mecânica (clássica e quântica) no microscópico nível. Desta forma, o leis dos gases podem ser derivados, a partir do pressuposto de que um gás é um conjunto de partículas individuais, como esferas duras com massa . Por outro lado, se as partículas individuais são considerados também ter carga , em seguida, as acelerações individuais dessas partículas irão causar a emissão de luz . Foram estas considerações que causou Max Planck para formular sua lei de radiação de corpo negro, mas apenas com o pressuposto de que o espectro de radiação emitida a partir dessas partículas não é contínua em frequência, mas em vez quantificado.
Mecânica quântica
A mecânica quântica é o ramo da física tratamento atômica e sistemas subatômicas e sua interação com em termos de radiação quantidades observáveis. Baseia-se na observação de que todas as formas de energia são libertados em unidades discretas ou feixes chamados " quanta ". Notavelmente, a teoria quântica normalmente só permite provável ou estatística cálculo das características observadas de partículas subatômicas, entendida em termos de wavefunctions. O Equação de Schrödinger desempenha o papel na mecânica quântica que as leis de Newton e conservação de energia servir na mecânica clássica - ou seja, ela prevê o comportamento futuro de um sistema dinâmico - e é um equação de onda em termos da função de onda que prevê analiticamente e precisamente a probabilidade de eventos ou resultados.
De acordo com as teorias mais antigas do física clássicos, a energia é tratada unicamente como um fenómeno contínua, enquanto que a matéria é assumido para ocupar uma região específica do espaço e para se mover de uma maneira contínua. De acordo com a teoria quântica, a energia é realizada a ser emitido e absorvido em pequenas, quantidades discretas. Um pacote indivíduo ou pacote de energia, chamada de quantum (. Pl quanta), comporta-se, assim, em algumas situações muito parecidas com as partículas de matéria; partículas são encontradas para expor determinados ondulatórias propriedades quando em movimento e já não são vistos como localizados numa região específica, mas sim como espalhar-se, em certa medida. Por exemplo, a radiação da luz ou outro desprendida ou absorvida por um átomo tem apenas certa frequências (ou comprimentos de onda), tal como pode ser visto a partir do espectro de linha associada com o elemento químico representado por esse átomo. A teoria quântica mostra que essas frequências correspondem a energias definitivas do quanta de luz, ou fótons , e resultam do fato de que os elétrons do átomo só pode ter certos valores de energia permitido, ou níveis; quando um alterações de electrões a partir de um nível permitido para um outro, um quantum de energia é emitida ou absorvida cuja frequência é directamente proporcional à diferença de energia entre os dois níveis.
O formalismo da mecânica quântica foi desenvolvido durante a década de 1920. Em 1924, Louis de Broglie propôs que não só as ondas de luz, por vezes, apresentam propriedades de partículas semelhante, como no efeito fotoelétrico e espectros atômicos, mas as partículas também podem apresentar propriedades semelhantes a ondas. Duas formulações diferentes da mecânica quântica foram apresentados seguindo a sugestão de de Broglie. O mecânica ondulatória de Schrödinger (1926) envolve a utilização de uma entidade matemática, a função de onda, que está relacionada com a probabilidade de encontrar uma partícula num dado ponto no espaço. O mecânica matricial de Werner Heisenberg (1925) não faz qualquer menção de funções de onda ou conceitos semelhantes, mas mostrou-se matematicamente equivalente a teoria de Schrödinger. Uma descoberta especialmente importante da teoria quântica é a O princípio da incerteza, enunciado por Heisenberg em 1927, o que coloca um limite teórico absoluto na precisão de determinadas medições; como resultado, o pressuposto por cientistas anteriores que o estado físico de um sistema pode ser medida exactamente e usado para prever os estados futuros teve de ser abandonada. A mecânica quântica foi combinado com a teoria de relatividade na formulação de PAM Dirac (1928), que, além disso, previu a existência de antipartículas. Outros desenvolvimentos da teoria incluem estatística quântica, apresentados de uma forma por Einstein e SN Bose (a Estatística de Bose-Einstein) e em outro por Dirac e Enrico Fermi (o Estatísticas de Fermi-Dirac); eletrodinâmica quântica, preocupados com as interações entre partículas carregadas e campos eletromagnéticos; a sua generalização, teoria quântica de campos ; e eletrônica quântica. A descoberta da mecânica quântica no início do século 20 revolucionou a física, ea mecânica quântica é fundamental para a maioria das áreas de pesquisa atual.
Pesquisa
Teoria e experimento
A cultura de investigação da física difere da maioria das ciências na separação de teoria e experimento. Desde o século XX , a maioria dos físicos individuais se especializaram em qualquer física teórica ou física experimental . O grande italiano físico Enrico Fermi ( 1901 - 1954 ), que fez contribuições fundamentais para a teoria ea experimentação em física nuclear , foi uma exceção notável. Em contrapartida, quase todos os teóricos de sucesso em biologia e química (por exemplo americano químico quantum e bioquímico Linus Pauling ) também têm sido experimentalistas, embora isso está mudando nos últimos tempos.
Os teóricos procuram desenvolver modelos matemáticos que ambos concordam com as experiências existentes e prever com sucesso os resultados futuros, enquanto experimentalistas conceber e realizar experimentos para testar as previsões teóricas e explorar novos fenômenos. Embora a teoria ea experiência são desenvolvidos separadamente, eles são fortemente dependentes umas das outras. O progresso na física freqüentemente acontece quando experimentalistas fazem uma descoberta que as teorias existentes não podem explicar, ou quando novas teorias gerar previsões experimentalmente testáveis. Os teóricos que trabalham em estreita colaboração com os experimentalistas frequentemente empregam fenomenologia.
A física teórica está intimamente relacionado com a matemática , que fornece a linguagem das teorias físicas, e grandes áreas da matemática, como cálculo , foram inventados especificamente para resolver problemas em física. Os teóricos também pode contar com análise numérica e simulações de computador, que desempenham um papel cada vez mais rico na formulação de modelos físicos. Os campos de matemática e Física Computacional são áreas ativas de pesquisa. A física teórica tem historicamente repousava sobre filosofia e metafísica; eletromagnetismo foi unificado desta forma. Assim, os físicos podem especular com espaços multidimensionais e universos paralelos, e a partir desta, a hipótese de teorias.
Física Experimental informa e é informada por, engenharia e tecnologia . Físicos experimentais envolvidos na projeto de pesquisa básica e realizar experimentos com equipamentos como aceleradores de partículas e lasers , enquanto que aqueles que estão envolvidos em pesquisa aplicada muitas vezes trabalham na indústria, desenvolvimento de tecnologias, tais como A ressonância magnética (MRI) e transistores. Feynman observou que os experimentalistas podem procurar áreas que não são bem explorados pelos teóricos.
Os domínios de investigação
Pesquisa contemporânea em física pode ser dividido em física da matéria condensada ; atômica, molecular e física óptica; física de partículas ; e astrofísica . Alguns departamentos de física também apoiam a investigação em Educação física. Desde o século XX , os campos individuais da física tornaram-se cada vez mais especializadas, e hoje a maioria dos físicos trabalhar em um campo único para toda a sua carreira. "universalistas", tais como Albert Einstein ( 1,879 - 1.955 ) e Lev Landau ( 1908 - 1,968 mil ), que trabalhou em vários campos da física, agora são muito raros. Uma tabela dos principais campos da física, juntamente com as suas subáreas e as teorias que empregam, podem ser encontrados Aqui.
Matéria condensada
Física da matéria condensada é o campo da física que lida com as propriedades físicas macroscópicas da matéria . Em particular, ela está relacionada com os "condensados" fases que aparecem quando o número de componentes num sistema é extremamente grande e as interacções entre os constituintes que são fortes. Os exemplos mais familiares de fases condensadas são sólidos e líquidos , que surgem a partir da união e força eletromagnética entre átomos . Fases condensadas mais exóticas incluem o superfluida eo Condensado de Bose-Einstein encontrada em certos sistemas atômicos em baixíssima temperatura , o supercondutor fase exibido pelo electrões de condução em certos materiais, e o e ferromagnético fases de antiferromagnéticas gira em lattices atômicas.
Física da matéria condensada é de longe o maior campo da física contemporânea. Muito progresso foi feito também em física da matéria condensada teórica. Segundo uma estimativa, um terço de todos os americanos os físicos se identificam como físicos da matéria condensada. Historicamente, física da matéria condensada cresceu fora de física do estado sólido, o que agora é considerado um dos seus principais subcampos. O termo da física da matéria condensada aparentemente foi cunhado por Philip Anderson quando renomeou seu grupo de pesquisa - teoria de estado sólido anteriormente - em 1967. Em 1978, a Divisão de Física do Estado Sólido na American Physical Society foi rebatizado como a Divisão de Física da Matéria Condensada. Física da matéria condensada tem uma grande sobreposição com a química , ciência dos materiais , nanotecnologia e engenharia .
Atómica, molecular e óptica
Atômica , molecular e óptica física (AMO) é o estudo da matéria -matter e luz -matter interações na escala de solteiro átomos ou estruturas que contêm alguns átomos. As três áreas são agrupadas por causa de suas inter-relações, a semelhança dos métodos utilizados e, a comunhão dos energia escalas que são relevantes. Todas as três zonas incluem tanto clássica e quântica tratamentos; eles podem tratar seu assunto a partir de uma visão microscópica (em contraste com uma visão macroscópica).
Física atômica estuda o elétron casco de átomos . A pesquisa atual concentra-se em atividades de controle quântica, resfriamento e aprisionamento de átomos e íons, dinâmica de colisão a baixa temperatura, o comportamento coletivo de átomos em fraca de interação gases (Bose-Einstein e diluir sistemas degenerados Fermi), medidas de precisão das constantes fundamentais, e os efeitos de correlação de electrões na estrutura e dinâmica. Física atómica é influenciada pelo núcleo (ver, por exemplo, hyperfine splitting), mas fenômeno intra-nuclear, como a fissão e fusão são consideradas parte da física de altas energias .
Física Molecular concentra-se em estruturas multi-atômicas e suas interações internas e externas com a matéria e luz. Física óptica é distinta da óptica na medida em que tende a centrar-se não no controlo dos campos luminosos clássicas de objectos macroscópicos, mas sobre as propriedades fundamentais de campos ópticos e suas interações com a matéria no reino microscópico.
Alta energia / física de partículas
Física das partículas é o estudo do constituintes elementares da matéria e energia , e as interações entre eles. Ele também pode ser chamado de "física de alta energia", porque muitas partículas elementares não ocorrem naturalmente, mas são criados apenas durante a alta energia colisões de outras partículas, como pode ser detectado em aceleradores de partículas.
Atualmente, partículas elementares são classificados usando o que é chamado de "O Modelo Padrão". O Modelo Padrão define a forte, fraca e eletromagnética forças fundamentais, descrevendo as partículas, chamada avaliar bósons, que estas forças usam para interagir com a matéria. Os tipos de bósons são glúons, W - e W + e Bósons Z, eo fóton . O modelo também contém 24 partículas fundamentais (12 pares de partículas / anti-partículas), que são os constituintes da matéria . O Modelo Padrão também prevê uma partícula conhecida como a Higgs Higgs, a existência de que ainda não foi verificada.
Astrofísica
Astrofísica e astronomia são a aplicação das teorias e métodos da física para o estudo de estrutura estelar, evolução estelar, a origem do sistema solar , e problemas relacionados de cosmologia . Porque astrofísica é um assunto amplo, os astrofísicos tipicamente aplicar muitas disciplinas de física, incluindo mecânica, eletromagnetismo, mecânica estatística, termodinâmica, mecânica quântica, relatividade, física nuclear e de partículas e física atômica e molecular.
Astrofísica desenvolvidas a partir da antiga ciência da astronomia. Os astrónomos de civilizações antigas executaram observações metódicas do céu noturno, e artefatos astronômicos foram encontrados a partir de períodos muito anteriores. Depois de séculos de evolução por babilônico e astrônomos gregos, astronomia ocidental permaneceu dormente por quatorze séculos até que Nicolau Copérnico modificou o Sistema de Ptolomeu, colocando o sol no centro do universo. Observações detalhadas de Tycho Brahe levou a Leis de Kepler e Galileu 's telescópio ajudou a disciplina tornar-se uma ciência moderna. Teoria da gravitação universal de Isaac Newton forneceu uma base física, dinâmica para as leis de Kepler. No início do 19o centavo., A ciência da mecânica celeste tinha atingido um estado altamente desenvolvido nas mãos de Leonhard Euler , JL Lagrange , Laplace PS , e outros. Novas técnicas matemáticas poderosas solução da maioria dos problemas que subsistem na teoria gravitacional clássica permitido como aplicada ao sistema solar. No final do século 19 , a descoberta de linhas espectrais na luz solar provou que os elementos químicos encontrados no Sol também foram encontradas na Terra. Os juros passou de determinar as posições e distâncias de estrelas para estudar sua composição física (ver estrutura estelar e evolução estelar). Porque a aplicação da física à astronomia tornou-se cada vez mais importante ao longo do século 20 , a distinção entre astronomia e astrofísica desapareceu.
A descoberta por Karl Jansky em 1931 que os sinais de rádio foram emitidas por corpos celestes iniciado a ciência da radioastronomia. Mais recentemente, as fronteiras da astronomia foram ampliados pela exploração do espaço. Perturbações e interferências de atmosfera da terra fazer observações baseadas no espaço necessário para infravermelho, ultravioleta, raios gama, e Astronomia de raios-X. O telescópio espacial Hubble , lançado em 1990, tornou possíveis observações visuais de uma qualidade muito superiores às dos instrumentos terrestres; observatórios ligados à terra, usando telescópios com óptica adaptativa vai agora ser capaz de compensar a turbulência da Terra 's atmosfera.
Cosmologia física é o estudo da formação e evolução do universo em seus maiores escalas. Teoria da relatividade de Albert Einstein desempenha um papel central em todas as teorias cosmológicas modernas. No início do século 20 , A descoberta de Hubble de que o universo estava se expandindo, como mostra o diagrama de Hubble , solicitado explicações rivais conhecidos como o Universo estado estacionário eo Big Bang . O Big Bang foi confirmada pelo sucesso da Nucleossíntese do Big Bang ea descoberta da radiação cósmica de fundo em 1964. O modelo Big Bang assenta em dois pilares teóricos: a relatividade geral de Albert Einstein e do princípio cosmológico. Os cosmólogos estabeleceram recentemente um modelo preciso da evolução do universo, que inclui a inflação cósmica , energia escura e matéria escura .
Física aplicada
Física Aplicada é um termo geral para a física que está destinado a um determinado usar. Aplicada distingue-se de uma pura por combinação subtil de factores tais como a motivação e atitude dos investigadores e a natureza da relação à tecnologia ou ciência que podem ser afectados pela obra. Ele geralmente difere de engenharia em que um físico aplicado não pode estar projetando algo em particular, mas sim está usando a física ou a realização de pesquisas de física com o objectivo de desenvolver novas tecnologias ou resolver um problema. A aproximação é semelhante à da matemática aplicada . Aplicadas físicos também pode estar interessado no uso da física para a pesquisa científica. Por exemplo, pessoas que trabalham em física acelerador poderia tentar construir melhores detectores de partículas para a investigação em física teórica.
Física é muito usado na engenharia . Por exemplo, estática, um subcampo de mecânica, é usado na construção de pontes ou outras estruturas, enquanto acústica é usado para projetar melhores salas de concerto. Uma compreensão da física é importante para o desenho de realista simuladores de vôo, jogo de vídeo motores de física e filmes.
Educação Física
Educação física refere-se tanto com os métodos actualmente usados para ensinar física, e uma área de investigação pedagógica que visa melhorar os métodos. Historicamente, a física tem sido ensinado no ensino médio e na faculdade, principalmente, pelo método palestra, juntamente com exercícios de laboratório destinados a verificar conceitos ensinados nas aulas teóricas.
