10 niezbędnych aplikacji fizycznych w życiu codziennym

Oddział fizyka ma wiele zastosowań w życiu codziennym. Niektóre narzędzia medyczne, takie jak na przykład zdjęcia rentgenowskie lub operacje laserowe, nie byłyby możliwe bez niego, a także więcej przedmiotów codziennego użytku, takich jak telefony, telewizory i prawie wszystkie urządzenia elektroniczne.

Z drugiej strony, bez fizyki, samoloty też nie mogły latać, samochody nie mogły się toczyć, a budynków nie można było zbudować. Prawie wszystkie rzeczy odnoszą się w jakiś sposób do fizyki.

Fizyka ma wiele dziedzin nauki, których zastosowania dotyczą codziennego życia ludzi. Najczęściej są to między innymi astrofizyka, biofizyka, fizyka molekularna, elektronika, fizyka cząstek i teoria względności..

Fizyka jest nauką przyrodniczą, która obejmuje badanie materii i jej ruchów i zachowań w przestrzeni i czasie.

Bada także pokrewne pojęcia, takie jak energia i siła. Jest to jedna z najbardziej fundamentalnych gałęzi dyscyplin naukowych; największym celem fizyki jest zrozumienie, jak zachowuje się wszechświat.

Może zainteresuje Cię 30 najsłynniejszych fizyków w historii.

10 niezwykłych zastosowań fizyki

1- Elektromagnetyzm

Ta dziedzina fizyki bada siłę elektromagnetyczną, rodzaj fizycznego oddziaływania zachodzącego między cząstkami naładowanymi elektrycznie.

Siła elektromagnetyczna jest zwykle wyświetlana w polach elektromagnetycznych, takich jak pola elektryczne, pola magnetyczne i światło. Jest to jedna z czterech podstawowych interakcji natury.

Siła elektromagnetyczna odgrywa dużą rolę w określaniu wewnętrznych właściwości większości obiektów używanych w życiu codziennym.

Zwykła materia przybiera swoją formę w wyniku sił międzycząsteczkowych między poszczególnymi atomami i cząsteczkami w materii, będąc manifestacją siły elektromagnetycznej.

Teoretyczne implikacje elektromagnetyzmu doprowadziły do ​​rozwoju względności przestrzennej przez Alberta Einsteina w 1905 roku.

Cały sprzęt elektryczny, którego używamy w życiu codziennym, jest związany z elektromagnetyzmem. Od kuchenek mikrofalowych, wentylatorów elektrycznych i dzwonków elektrycznych po budziki.

2- Fizyka atomowa

Pole to bada atomy jako izolowany układ elektronów i jądro atomowe. Obawia się głównie rozmieszczenia lub lokalizacji elektronów wokół jądra i procesu, w którym te układy się zmieniają. Obejmuje również jony i atomy neutralne.

Termin fizyka atomowa może być związany z energią jądrową i bronią jądrową, chociaż fizyka jądrowa zajmuje się tylko jądrami atomów.

Ogólnie w dziedzinach naukowych rozważany jest szerszy kontekst między kilkoma gałęziami; tylko badania naukowe są tak specyficzne.

3- Mechanika kwantowa

Teoria kwantowa, zrekonstruowana w 1920 r., Jest teoretyczną podstawą współczesnej fizyki, która wyjaśnia naturę i zachowanie materii i energii na poziomie atomowym i subatomowym. Dziedzina ta nazywana jest fizyką kwantową lub mechaniką kwantową.

Zastosowania teorii kwantowej obejmują chemię kwantową, magnesy nadprzewodnikowe, lasery, mikroprocesory, rezonans magnetyczny i mikroskopy elektronowe. Wyjaśnia także wiele biologicznych i fizycznych zjawisk energetycznych.

Mechanika kwantowa odniosła wielki sukces wyjaśniając wiele cech wszechświata. Zazwyczaj jest to jedyne narzędzie do ujawnienia indywidualnych zachowań cząstek subatomowych, które tworzą wszystkie formy materii.

Miał także wpływ na teorie strun, kandydatów na teorię wszystkiego. Wiele aspektów technologii działa na poziomach, na których efekty kwantowe są znaczące.

Wiele urządzeń elektronicznych zaprojektowano z podstawami w mechanice kwantowej; lasery, mikroczipy, włączniki światła, pendrive, komputery i inny sprzęt telekomunikacyjny.

Nowe postępy w tej dziedzinie mają na celu poprawę kryptografii kwantowej. Kolejnym celem tej dziedziny jest rozwój komputerów kwantowych; oczekuje się, że będą przetwarzać zadania znacznie szybciej niż klasyczne komputery.

4- Teoria względności

W swojej teorii względności Einstein ustalił, że prawa fizyki są takie same dla wszystkich obserwatorów. Ustalił również, że prędkość światła jest taka sama, niezależnie od prędkości, z jaką obserwator podróżuje..

Jednym z efektów tej teorii jest to, że różni obserwatorzy podróżujący z różnymi prędkościami mogą mieć różne perspektywy tego samego wydarzenia; jednak wszystkie obserwacje są poprawne.

Ta teoria jest stosowana w wielu aspektach życia codziennego. Systemy GPS polegają na tym na przykład na pracy.

Elektromagnesy są również możliwe dzięki teorii względności. Stare telewizory lub te, które nie mają ekranów plazmowych, działały również z mechanizmem opartym na teorii względności.

5- Lasery

Laser to urządzenie emitujące światło monochromatyczne w procesie wzmocnienia optycznego w oparciu o stymulowaną emisję protonów. Zasady urządzeń laserowych opierają się na mechanice kwantowej.

Urządzenia z laserem mają wiele zastosowań w dziedzinie nauki, wojska, medycyny i handlu. 

Fotochemia, skanery laserowe, fuzja jądrowa, mikroskopy, chirurgia plastyczna, chirurgia oka i operacje dentystyczne to tylko niektóre dziedziny, w których również używa się laserów.

W przemyśle komercyjnym są one używane do cięcia materiałów, wiercenia i drukowania; są również źródłem światła dla projektorów filmowych.

6- Fizyka jądrowa

Fizyka jądrowa to dziedzina fizyki badająca jądra atomów, ich składniki i interakcje.

Badane są również inne formy materii jądrowej. Fizyka jądrowa to nie to samo co fizyka atomowa, pole, które bada pełny atom i jego elektrony.

Odkrycia w fizyce jądrowej doprowadziły do ​​ich zastosowania w wielu dziedzinach. Dziedziny te obejmują energię jądrową, broń jądrową, medycynę nuklearną, izotopy przemysłowe i rolników, implanty jonowe w materiałach inżynieryjnych oraz datowanie radiowęglowe.

7- Aerodynamika

Ta gałąź fizyki bada, jak zachowuje się powietrze i jaki ma związek, gdy obiekt przechodzi przez niego.

Bez niego nigdy nie zaprojektowałbyś samolotów, rakiet, samochodów ani mostów, które przetrwają huragany. Dowiedz się, jak szybko i skutecznie poruszać się po płynie to zadanie aerodynamiki.

Powietrze jest płynem i aby szybko przez nie przejść, trzeba to zrobić w długim i cienkim pojeździe.

W ten sposób możesz stworzyć jak najmniejszy opór, aby przejść szybko. W ten sam sposób, w jaki ludzie szybciej przemieszczają się w morzu, jeśli płyną poziomo; z tego powodu samoloty i pociągi mają kształt rury.

8 - Fizyka molekularna

Fizyka molekularna to badanie właściwości fizycznych cząsteczek, wiązań chemicznych między atomami i dynamiki molekularnej.

Najważniejszymi technikami eksperymentalnymi są różne typy spektroskopii. Ta dziedzina jest ściśle związana z fizyką atomową i ma wiele wspólnych cech z chemią teoretyczną, chemią fizyczną i chemią.

Ta gałąź fizyki mierzy właściwości rotacji i wibracji widma cząsteczek, odległości między jądrami cząsteczek i ich właściwościami, między innymi.

9- Astrofizyka

Ta gałąź astronomii łączy zasady fizyki i chemii, aby odkryć naturę ciał niebieskich zamiast ich pozycji lub ruchów w przestrzeni.

Wśród przedmiotów badań są słońce, inne gwiazdy, galaktyki, planety pozasłoneczne i międzygalaktyczne tło kosmiczne.

Ich emisje są badane we wszystkich częściach widma elektromagnetycznego, a badane właściwości obejmują jasność, gęstość, temperaturę i skład chemiczny.

Astrofizyka jest bardzo szeroką dziedziną, więc astrofizycy zazwyczaj stosują wiele dziedzin fizyki, takich jak mechanika, elektromagnetyzm, termodynamika, mechanika kwantowa, teoria względności, fizyka jądrowa, fizyka cząstek, fizyka atomowa i fizyka molekularna.

W praktyce współczesne badania obejmują wiele prac z zakresu fizyki obserwacyjnej i teoretycznej. Niektóre obszary badań, które starają się określić, obejmują właściwości ciemnej materii, czarne dziury, jeśli podróż w czasie jest możliwa, jeśli tunele czasoprzestrzenne mogą zostać uformowane, jeśli istnieje wieloświat, oraz pochodzenie i przeznaczenie wszechświata.

Astrofizycy badają również powstawanie i ewolucję Układu Słonecznego, powstawanie galaktyk, promieni kosmicznych i fizykę cząstek astro.

10- Termodynamika

Ta dziedzina fizyki zajmuje się ciepłem i temperaturą oraz ich związkiem z energią i pracą. Zachowanie tych cech podlega czterech prawom termodynamiki.

Termodynamika jest stosowana w wielu dziedzinach nauki i inżynierii, zwłaszcza w chemii czystej, inżynierii chemicznej i inżynierii mechanicznej.

Zakres jego zastosowań obejmuje termodynamikę biologiczną, termodynamikę czarnych dziur, psychometrię, termodynamikę kwantową i termodynamikę statystyczną.

Referencje

1. Jak fizyka odnosi się do codziennego życia? Odpowiedzi i pytania. Odzyskany z reference.com.
2. Jakie są podpodziały fizyki? Odpowiedzi i pytania. Odzyskany z reference.com.
3. Fenynman wykłada fizykę (1964). Hipoteza Athomiczna. Addison-Wesley. Stany Zjednoczone Pobrane z feynmanlectures.caltech.edu.
4. Jak elektromagent zmienił nasz świat. Aplikacje komercyjne. Pobrane z brighthubengineering.com.
5. Teoria ogólnej teorii względności Einsteina: uproszczone wyjaśnienie. Pobrane z Space.com
6. 4 sposoby można obserwować względność w życiu codziennym. Fizyka Pobrane z iflscience.com
7. Zastosowania mechaniki kwantowej. Odzyskany ze strony boundless.com.
8. Przestrajalne aplikacje laserowe. (2009) wydanie drugie. Boca Ratón, Stany Zjednoczone. Pobrane z crcpress.com.
9. Aerodynamika: wprowadzenie (2016) Wyjaśnij to. Pobrane z explaininthatstuff.com.
10. Znaczenie badań astrofizycznych i związek astrofizyki z innymi naukami politycznymi (1987) Podróż astrofizyczna. Pobrane z adsabs.harvard.edu.
11. Obszary zainteresowania - Nauka NASA. Źródło z nasa.gov.
12. Teoria kwantowa. Definicja Co jest Źródło z whatis.techtarget.com.