Física

La física (del otro griego φυσική  - " natural " de φύσις  - " naturaleza ") es un campo de las ciencias naturales : la ciencia de las leyes más generales de la naturaleza , de la materia , su estructura, movimiento y reglas de transformación. Los conceptos de la física y sus leyes subyacen a todas las ciencias naturales [1] [2] . Es una ciencia exacta .

El término "física" aparece por primera vez en los escritos de uno de los más grandes pensadores de la antigüedad: Aristóteles (siglo IV a. C.). Inicialmente, los términos “física” y “ filosofía ” eran sinónimos , ya que ambas disciplinas se basaban en el deseo de explicar las leyes del funcionamiento del Universo . Sin embargo, como resultado de la revolución científica del siglo XVI, la física se convirtió en una rama científica independiente.

En el mundo moderno, la importancia de la física es extremadamente alta. Todo lo que distingue a la sociedad moderna de la sociedad de siglos pasados ​​apareció como resultado de la aplicación práctica de los descubrimientos físicos. Así, la investigación en el campo del electromagnetismo condujo a la aparición de los teléfonos y más tarde a los teléfonos móviles , los descubrimientos en la termodinámica hicieron posible la creación de un automóvil , el desarrollo de la electrónica condujo a la aparición de las computadoras . El desarrollo de la fotónica puede hacer posible la creación de computadoras y otros equipos fotónicos fundamentalmente nuevos (fotónicos) que reemplazarán a los equipos electrónicos existentes. El desarrollo de la dinámica de los gases condujo a la aparición de aviones y helicópteros.

El conocimiento de la física de los procesos que ocurren en la naturaleza se amplía y profundiza constantemente. La mayoría de los nuevos descubrimientos pronto reciben estudios de viabilidad ( particularmente en la industria ). Sin embargo, los investigadores se enfrentan constantemente a nuevos misterios: se descubren fenómenos que requieren nuevas teorías físicas para explicarlos y comprenderlos. A pesar de la enorme cantidad de conocimiento acumulado, la física moderna aún está muy lejos de poder explicar todos los fenómenos naturales.

Los fundamentos científicos generales de los métodos físicos se desarrollan en la teoría del conocimiento y la metodología de la ciencia .

La palabra "física" fue introducida en el idioma ruso por MV Lomonosov , quien publicó el primer libro de texto de física en Rusia : su traducción del idioma alemán del libro de texto "Física experimental de Wolfian" de H. Wolf (1746) [3] . El primer libro de texto original de física en ruso fue el curso "Breve resumen de la física" (1810), escrito por P. I. Strakhov .

Materia de física

La física es la ciencia de la naturaleza ( ciencia natural ) en el sentido más general (parte de la ciencia natural ). El objeto de su estudio es la materia (en forma de materia y campos ) y las formas más generales de su movimiento, así como las interacciones fundamentales de la naturaleza que controlan el movimiento de la materia.

Algunos patrones son comunes a todos los sistemas materiales (por ejemplo , la conservación de la energía ), se denominan leyes físicas.

La física está estrechamente relacionada con las matemáticas : las matemáticas proporcionan el aparato mediante el cual las leyes físicas pueden establecerse con precisión. Las teorías físicas casi siempre se formulan como ecuaciones matemáticas, utilizando ramas de las matemáticas más complejas de lo que es habitual en otras ciencias. Por el contrario, el desarrollo de muchas áreas de las matemáticas fue estimulado por las necesidades de la ciencia física.

Método científico

La física es una ciencia natural. La fuente de conocimiento para ella es la actividad práctica: observaciones, estudio experimental de fenómenos naturales, actividades de producción. La corrección del conocimiento físico se verifica mediante el experimento, el uso del conocimiento científico en las actividades de producción. Una generalización de los resultados de las observaciones y experimentos científicos son las leyes físicas que explican estas observaciones y experimentos [4] . La física se centra en el estudio de los fenómenos fundamentales y más simples y en las respuestas a preguntas sencillas: en qué consiste la materia , cómo interactúan entre sí las partículas de materia, según qué reglas y leyes se mueven las partículas, etc.

La base de la investigación física es el establecimiento de hechos por observación y experimentación . El análisis de los datos de un conjunto de experimentos nos permite identificar y formular un patrón . En las primeras etapas de la investigación, los patrones son predominantemente empíricos, de naturaleza fenomenológica, es decir, el fenómeno se describe cuantitativamente utilizando ciertos parámetros característicos de los cuerpos y sustancias en estudio . Los hechos obtenidos se someten a simplificación, idealización mediante la introducción de objetos ideales. Sobre la base de la idealización, se crean modelos de los objetos y fenómenos estudiados. Los objetos físicos, los modelos y los objetos ideales se describen en el lenguaje de las cantidades físicas. Entonces se establecen vínculos entre los fenómenos naturales y se expresan en forma de leyes físicas [5] . Las leyes físicas se prueban con la ayuda de un experimento reflexivo , en el que el fenómeno (fenómeno) se manifestaría en la forma más pura posible y no se complicaría con otros fenómenos (fenómeno). Analizando patrones y parámetros, los físicos construyen teorías físicas que permiten explicar los fenómenos en estudio a partir de ideas sobre la estructura de los cuerpos y sustancias y la interacción entre sus partes constituyentes. Las teorías físicas, a su vez, crean los requisitos previos para establecer experimentos precisos, en el curso de los cuales se determina principalmente el alcance de su aplicabilidad. Las teorías físicas generales permiten formular leyes físicas que se consideran verdades generales hasta que la acumulación de nuevos resultados experimentales requiera su refinamiento o revisión.

Entonces, por ejemplo, Stephen Gray notó que la electricidad puede transmitirse a una distancia bastante considerable con la ayuda de hilos humedecidos y comenzó a investigar este fenómeno. Georg Ohm pudo identificar un patrón cuantitativo para él: la corriente en el conductor es directamente proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la resistencia del conductor actual. Este patrón se conoce como ley de Ohm . En este caso, por supuesto, los experimentos de Ohm se basaron en nuevas fuentes de energía y en nuevas formas de medir el efecto de la corriente eléctrica , lo que hizo posible cuantificarla. Los resultados de investigaciones posteriores permitieron abstraerse de la forma y la longitud de los conductores de corriente e introducir características fenomenológicas como la resistividad del conductor y la resistencia interna de la fuente de alimentación. La ley de Ohm sigue siendo la base de la ingeniería eléctrica, pero la investigación también ha revelado el alcance de su aplicabilidad: elementos de circuitos eléctricos con características de corriente-voltaje no lineales , así como sustancias que en ciertas situaciones no tienen resistencia eléctrica: superconductores . Después del descubrimiento de micropartículas cargadas - electrones (más tarde protones y otros), se formuló una teoría microscópica de la conductividad eléctrica, que explica la dependencia de la resistencia de la temperatura mediante la dispersión de electrones sobre las vibraciones de la red cristalina, las impurezas, etc.

Al mismo tiempo, sería un error suponer que sólo el enfoque empírico determina el desarrollo de la física. Se hicieron muchos descubrimientos importantes "en la punta de la pluma", o pruebas experimentales de hipótesis teóricas. Por ejemplo, Pierre Louis de Maupertuis formuló el principio de mínima acción en 1744 sobre la base de consideraciones generales, y su validez no puede establecerse experimentalmente debido a la universalidad del principio. En la actualidad, la mecánica clásica y cuántica, la teoría de campos se basan en el principio de mínima acción. En 1899, Max Planck introdujo el concepto de cuanto de campo electromagnético , un cuanto de acción, que tampoco era una consecuencia de observaciones y experimentos, sino una hipótesis puramente teórica. En 1905, Albert Einstein publicó un trabajo sobre la teoría especial de la relatividad , construida deductivamente a partir de las consideraciones físicas y geométricas más generales. Henri Poincaré  , un matemático muy versado en los métodos científicos de la física, escribió que ni el enfoque fenomenológico ni el especulativo describen por separado y no pueden describir la ciencia física [6] .

La naturaleza cuantitativa de la física

La física  es una ciencia cuantitativa. Un experimento físico se basa en mediciones, es decir, una comparación de las características de los fenómenos en estudio con ciertos estándares. Con este fin, la física ha desarrollado un conjunto de unidades físicas e instrumentos de medida. Las unidades físicas individuales se combinan en sistemas de unidades físicas. Entonces, en la etapa actual de desarrollo de la ciencia, el Sistema Internacional de Unidades (SI) es el estándar , pero la mayoría de los teóricos aún prefieren usar el sistema de unidades Gaussiano (CGS) .

Las dependencias cuantitativas obtenidas experimentalmente son procesadas por métodos matemáticos, lo que a su vez permite construir modelos matemáticos de los fenómenos en estudio.

Con un cambio en las ideas sobre la naturaleza de ciertos fenómenos, también cambian las unidades físicas en las que se miden las cantidades físicas. Así, por ejemplo, para medir la temperatura , primero se propusieron escalas de temperatura arbitrarias, que dividían el intervalo de temperatura entre fenómenos característicos (por ejemplo, congelación y ebullición del agua) en un cierto número de intervalos más pequeños, que se denominaron grados de temperatura. Para medir la cantidad de calor , se introdujo una unidad, la caloría , que determinaba la cantidad de calor necesaria para calentar un gramo de agua en un grado. Sin embargo, con el tiempo, los físicos han establecido una correspondencia entre las formas de energía mecánica y térmica. Así, resultó que la unidad de cantidad de calor propuesta anteriormente, la caloría, es redundante, al igual que la unidad de temperatura . Tanto el calor como la temperatura se pueden medir en unidades de energía mecánica. En la era moderna, la caloría y el grado no han perdido su uso práctico, pero existe una relación numérica exacta entre estas cantidades y la unidad de energía Joule. El grado, como unidad de temperatura, está incluido en el sistema SI , y el coeficiente de transición de temperatura a cantidades de energía, la constante de Boltzmann  , se considera una constante física.

Historia de la física

La física es la ciencia de la materia , sus propiedades y movimiento . Es una de las disciplinas científicas más antiguas [7] .

La gente ha estado tratando de comprender las propiedades de la materia desde la antigüedad: por qué los cuerpos caen al suelo, por qué las diferentes sustancias tienen diferentes propiedades, etc. Las personas también estaban interesadas en preguntas sobre la estructura del mundo, la naturaleza del Sol y la Luna. . En un principio intentaron buscar respuestas a estas preguntas en la filosofía . En su mayor parte, las teorías filosóficas que intentan responder tales preguntas no han sido probadas en la práctica. Sin embargo, a pesar del hecho de que las teorías filosóficas a menudo describían incorrectamente las observaciones, incluso en la antigüedad, la humanidad logró un éxito significativo en la astronomía , y el gran científico griego Arquímedes incluso logró dar formulaciones cuantitativas precisas de muchas leyes de la mecánica y la hidrostática.

Algunas de las teorías de los pensadores antiguos, como las ideas sobre los átomos , que se formularon en la antigua Grecia y la India, se adelantaron a su tiempo. Gradualmente , las ciencias naturales comenzaron a separarse de la filosofía general , cuyo componente más importante era la física. Ya Aristóteles usó el nombre de "Física" en el título de uno de sus principales tratados [8] . A pesar de una serie de afirmaciones incorrectas, la física de Aristóteles siguió siendo la base del conocimiento sobre la naturaleza durante siglos.

Período anterior a la revolución científica

La capacidad de la humanidad de dudar y revisar posturas que antes se consideraban las únicas verdaderas, en busca de respuestas a nuevos interrogantes, condujo finalmente a una era de grandes descubrimientos científicos, lo que hoy se denomina revolución científica , la cual se inició a mediados del s. siglo 16. Los requisitos previos para estos cambios fundamentales se formaron gracias al legado de los pensadores antiguos, cuyo legado se remonta a la India y Persia. El erudito persa Nasir al-Din al-Tusi señaló las importantes deficiencias del sistema ptolemaico .

La Europa medieval durante algún tiempo perdió el conocimiento de la antigüedad, pero bajo la influencia del califato árabe, las obras de Aristóteles conservadas por los árabes regresaron. En los siglos XII-XIII, los trabajos de científicos indios y persas también llegaron a Europa. En la Edad Media, comenzó a tomar forma el método científico, en el que se asignó el papel principal a los experimentos y la descripción matemática. Ibn al-Haytham ( Alhazen ), en su "Libro de la Óptica", escrito en 1021, describe experimentos que confirman su teoría de la visión, según la cual el ojo percibe la luz emitida por otros objetos, y no el ojo mismo emite luz, como Euclides y Ptolomeo. Los experimentos de Ibn al-Haytham utilizaron una cámara oscura . Con la ayuda de este dispositivo, probó sus hipótesis sobre las propiedades de la luz: o la luz se propaga en línea recta, o diferentes rayos de luz se mezclan en el aire [9] .

Revolución científica

El período de la revolución científica se caracteriza por la aprobación del método científico de investigación, el aislamiento de la física de la masa de la filosofía natural en un área separada y el desarrollo de secciones individuales de la física: mecánica, óptica, termodinámica, etc. [ 10]

La mayoría de los historiadores son de la opinión de que la revolución científica comenzó en 1543 , cuando Nicolás Copérnico fue traído de Nuremberg por primera vez en una copia impresa de su libro Sobre las revoluciones de las esferas celestes .

Después de eso, durante unos cien años, la humanidad se enriqueció con el trabajo de investigadores como Galileo Galilei , Christian Huygens , Johannes Kepler , Blaise Pascal y otros. [11] Galileo fue el primero en aplicar de manera consistente el método científico, realizando experimentos para confirmar sus suposiciones y teorías. Formuló algunas leyes de la dinámica y la cinemática, en particular la ley de la inercia, y las probó empíricamente. En 1687, Isaac Newton publicó Principia, en el que describía en detalle dos teorías físicas fundamentales: las leyes del movimiento de los cuerpos, conocidas como leyes de Newton, y las leyes de la gravedad. Ambas teorías estaban en excelente acuerdo con el experimento. El libro también proporcionó teorías sobre el movimiento de los fluidos [12] . Posteriormente, la mecánica clásica fue reformulada y ampliada por Leonhard Euler , Joseph Louis Lagrange , William Rowan Hamilton y otros [13] . Las leyes de la gravedad sentaron las bases de lo que luego se convirtió en astrofísica , que utiliza teorías físicas para describir y explicar las observaciones astronómicas.

En Rusia, Mikhail Lomonosov fue el primero en hacer una contribución significativa al desarrollo de la mineralogía física, la física matemática, la biofísica y la astronomía en el estudio de las auroras y la física de las colas de los cometas [13] . Entre sus logros científicos más significativos en el campo de la física se encuentra la teoría de la estructura de la materia y las partículas atómicas. Los trabajos de Lomonosov y su colega GV Rikhman hicieron una importante contribución a la comprensión de la naturaleza eléctrica de las descargas de rayos. Lomonosov no solo realizó un brillante estudio a largo plazo de la electricidad atmosférica y estableció una serie de patrones empíricos de los fenómenos de las tormentas eléctricas, sino que también en su obra "Una palabra sobre los fenómenos del aire, a partir de la fuerza eléctrica que ocurre" (1753) explicó la causa de la aparición de electricidad en las nubes tormentosas por la convección de aire caliente (cerca de la superficie de la Tierra) y aire frío (en la atmósfera superior). Lomonosov desarrolló una teoría de la luz y presentó una teoría del color de tres componentes, con la ayuda de la cual explicó los mecanismos fisiológicos de los fenómenos del color. Según Lomonosov, los colores son causados ​​por la acción de tres tipos de éter y tres tipos de materia sensible al color que forma la parte inferior del ojo. La teoría del color y la visión del color, propuesta por Lomonosov en 1756, ha resistido la prueba del tiempo y ha ocupado el lugar que le corresponde en la historia de la óptica física.

Después del establecimiento de las leyes de la mecánica por parte de Newton, el siguiente campo de investigación fue la electricidad. Las bases para la creación de la teoría de la electricidad fueron establecidas por las observaciones y experimentos de científicos de los siglos XVII y XVIII como Robert Boyle , Stephen Gray , Benjamin Franklin [13] . Se formaron los conceptos básicos: carga eléctrica y corriente eléctrica. En 1831, el físico inglés Michael Faraday mostró la conexión entre la electricidad y el magnetismo, demostrando que un imán en movimiento induce una corriente en un circuito eléctrico. Basado en este concepto, James Clerk Maxwell construyó la teoría del campo electromagnético. La existencia de ondas electromagnéticas que se propagan a la velocidad de la luz se deriva del sistema de ecuaciones de Maxwell . La confirmación experimental de esto fue encontrada por Heinrich Hertz , quien descubrió las ondas de radio [14] .

Con la construcción de la teoría del campo electromagnético y de las ondas electromagnéticas, la victoria de la teoría ondulatoria de la luz, fundada por Huygens, sobre la teoría corpuscular de Newton, se completó la construcción de la óptica clásica. En este camino, la óptica se ha enriquecido con la comprensión de la difracción y la interferencia de la luz, lograda a través del trabajo de Augustin Fresnel y Thomas Young .

En el siglo XVIII y principios del XIX se descubrieron las leyes básicas del comportamiento de los gases, y el trabajo de Sadi Carnot sobre la teoría de los motores térmicos abrió una nueva etapa en el desarrollo de la termodinámica . En el siglo XIX, Julius Mayer y James Joule establecieron la equivalencia de las energías mecánica y térmica, lo que condujo a una formulación ampliada de la ley de conservación de la energía ( la primera ley de la termodinámica ) [15] . Gracias a Rudolf Clausius se formuló la segunda ley de la termodinámica y se introdujo el concepto de entropía . Posteriormente, Josiah Willard Gibbs sentó las bases de la física estadística , y Ludwig Boltzmann propuso una interpretación estadística del concepto de entropía [16] .

A fines del siglo XIX, los físicos llegaron a un descubrimiento importante: la confirmación experimental de la existencia del átomo. En este momento, el papel de la física en la sociedad también cambió significativamente. La aparición de nuevas tecnologías (electricidad, radio, automóvil, etc.) requirió una gran cantidad de investigación aplicada. La ciencia se ha convertido en una profesión. General Electric fue la primera en abrir sus propios laboratorios de investigación; los mismos laboratorios comenzaron a aparecer en otras empresas.

Cambio de paradigmas

El final del siglo XIX, el comienzo del siglo XX fue una época en la que, bajo la presión de nuevos datos experimentales, los físicos tuvieron que revisar viejas teorías y reemplazarlas por otras nuevas, profundizando más y más en la estructura de la materia. El experimento de Michelson-Morley derribó los cimientos bajo los pies del electromagnetismo clásico, poniendo en duda la existencia del éter. Se descubrieron nuevos fenómenos, como los rayos X y la radiactividad. Antes de que los físicos tuvieran tiempo de probar la existencia del átomo, aparecieron evidencias de la existencia del electrón, los experimentos con el efecto fotoeléctrico y el estudio del espectro de radiación térmica dieron resultados que no podían explicarse con base en los principios de la física clásica. En la prensa, este período fue llamado la crisis de la física, pero al mismo tiempo se convirtió en un período de triunfo para la física, que logró desarrollar nuevas teorías revolucionarias que no solo explicaban fenómenos incomprensibles, sino muchos otros, abriendo el camino a una nueva comprensión de la naturaleza.

En 1905, Albert Einstein construyó la teoría especial de la relatividad, que demostró que el concepto de éter no era necesario para explicar los fenómenos electromagnéticos. Al mismo tiempo, hubo que cambiar la mecánica clásica de Newton, dándole una nueva formulación que es válida a altas velocidades. Las ideas sobre la naturaleza del espacio y el tiempo también han cambiado radicalmente [17] . Einstein desarrolló su teoría en la teoría general de la relatividad, publicada en 1916. La nueva teoría incluía una descripción de los fenómenos gravitacionales y allanaba el camino para el desarrollo de la cosmología, la ciencia de la evolución del Universo [18] .

Considerando el problema de la radiación térmica de un cuerpo negro, Max Planck en 1900 propuso la increíble idea de que las ondas electromagnéticas se emiten en porciones, cuya energía es proporcional a la frecuencia. Estas porciones se llamaron cuantos, y la idea misma inició la construcción de una nueva teoría física: la mecánica cuántica, que cambió aún más la mecánica newtoniana clásica, esta vez en tamaños muy pequeños del sistema físico. También en 1905, Albert Einstein aplicó la idea de Planck para explicar con éxito los experimentos con el efecto fotoeléctrico, asumiendo que las ondas electromagnéticas no solo son emitidas, sino también absorbidas por los cuantos. La teoría corpuscular de la luz, que parecía haber sufrido una aplastante derrota en la lucha con la teoría ondulatoria, volvió a recibir apoyo.

La disputa entre la teoría corpuscular y ondulatoria encontró su solución en la dualidad onda-partícula, hipótesis formulada por Louis de Broglie . Según esta hipótesis, no sólo un cuanto de luz, sino también cualquier otra partícula exhibe simultáneamente las propiedades inherentes tanto a los corpúsculos como a las ondas. La hipótesis de Louis de Broglie se confirmó en experimentos con difracción de electrones.

En 1911, Ernest Rutherford propuso una teoría planetaria del átomo, y en 1913, Niels Bohr construyó un modelo del átomo, en el que postuló la naturaleza cuántica del movimiento de los electrones. Gracias al trabajo de Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger, Wolfgang Pauli, Paul Dirac y muchos otros, la mecánica cuántica ha encontrado su formulación matemática exacta, confirmada por numerosos experimentos. En 1927 se creó la interpretación de Copenhague, que abrió el camino para la comprensión de las leyes del movimiento cuántico a nivel cualitativo [19] [20] .

Física moderna

Con el descubrimiento de la radiactividad por Henri Becquerel , se inició el desarrollo de la física nuclear, que propició el surgimiento de nuevas fuentes de energía: la energía atómica y la energía de fusión nuclear. Nuevas partículas descubiertas en el estudio de las reacciones nucleares: neutrón , protón , neutrino , dieron origen a la física de partículas elementales [21] . Estos nuevos descubrimientos a nivel subatómico resultaron muy importantes para la física a nivel del Universo y permitieron formular la teoría de su evolución, la teoría del Big Bang .

Hubo una división final del trabajo entre los físicos teóricos y los físicos experimentales. Enrico Fermi fue quizás el último físico destacado, exitoso tanto en la teoría como en el trabajo experimental.

La vanguardia de la física se ha trasladado al ámbito de la investigación de la ley fundamental, con el objetivo de crear una teoría que explicaría el universo mediante la unificación de las teorías de las interacciones fundamentales. En este camino, la física ha recibido éxitos parciales en la forma de la teoría de la interacción electrodébil y la teoría de los quarks, generalizada en el llamado modelo estándar. Sin embargo, la teoría cuántica de la gravedad aún no se ha construido. Ciertas esperanzas están asociadas con la teoría de cuerdas.

Desde la creación de la mecánica cuántica, la física del estado sólido se ha desarrollado rápidamente, cuyos descubrimientos llevaron al surgimiento y desarrollo de la electrónica y, con ella, la informática, que produjo cambios fundamentales en la cultura de la sociedad humana.

Física teórica y experimental

En esencia, la física es una ciencia experimental : todas sus leyes y teorías se basan y se basan en datos experimentales. Sin embargo, a menudo son las nuevas teorías las que justifican la realización de experimentos y, como resultado, subyacen a los nuevos descubrimientos. Por lo tanto, es costumbre distinguir entre física experimental y teórica.

La física experimental investiga los fenómenos naturales en condiciones preestablecidas. Sus tareas incluyen la detección de fenómenos previamente desconocidos, la confirmación o refutación de teorías físicas y el refinamiento de los valores de las constantes físicas. Se han logrado muchos logros en física debido al descubrimiento experimental de fenómenos que no están descritos por las teorías existentes. Por ejemplo, el estudio experimental del efecto fotoeléctrico sirvió como uno de los requisitos previos para la creación de la mecánica cuántica (aunque el nacimiento de la mecánica cuántica se considera la aparición de la hipótesis de Planck , propuesta por él para resolver la catástrofe ultravioleta  , una paradoja de física teórica clásica de la radiación).

Las tareas de la física teórica incluyen la formulación de leyes generales de la naturaleza y la explicación basada en estas leyes de varios fenómenos, así como la predicción de fenómenos hasta ahora desconocidos. La corrección de cualquier teoría física se verifica experimentalmente: si los resultados del experimento coinciden con las predicciones de la teoría, se considera adecuado (describe el fenómeno dado con suficiente precisión).

En el estudio de cualquier fenómeno, los aspectos experimentales y teóricos son igualmente importantes.

Física aplicada

Desde sus inicios, la física siempre ha tenido una gran importancia aplicada y se ha desarrollado junto con máquinas y mecanismos que la humanidad ha utilizado para sus propias necesidades. La física es muy utilizada en ingeniería, muchos físicos fueron inventores al mismo tiempo y viceversa. La mecánica, como parte de la física, está íntimamente relacionada con la mecánica teórica y la resistencia de los materiales como ciencias de la ingeniería. La termodinámica está relacionada con la ingeniería térmica y el diseño de motores térmicos. La electricidad está asociada con la ingeniería eléctrica y la electrónica, para cuya formación y desarrollo es muy importante la investigación en el campo de la física del estado sólido. Los logros de la física nuclear condujeron al surgimiento de la energía nuclear y similares.

La física también tiene amplias conexiones interdisciplinarias. En la frontera de la física, la química y la ingeniería, ha surgido una rama de la ciencia como la ciencia de los materiales y se está desarrollando rápidamente . Los métodos y herramientas son utilizados por la química, lo que ha llevado al establecimiento de dos líneas de investigación: la química física y la física química . La biofísica se está volviendo cada vez más poderosa  , un campo de investigación en la frontera entre la biología y la física, en el que los procesos biológicos se estudian sobre la base de la estructura atómica de las sustancias orgánicas. La geofísica estudia la naturaleza física de los fenómenos geológicos. La medicina utiliza métodos como los rayos X y los ultrasonidos, la resonancia magnética nuclear  para el diagnóstico, los láseres para el tratamiento de enfermedades oculares, la radiación nuclear  para la oncología y similares.

Teorías básicas

Aunque la física se ocupa de una variedad de sistemas, algunas teorías físicas son aplicables a grandes áreas de la física. Tales teorías se consideran generalmente correctas, sujetas a restricciones adicionales. Por ejemplo, la mecánica clásica es correcta si los tamaños de los objetos estudiados son mucho mayores que los tamaños de los átomos , las velocidades son mucho menores que la velocidad de la luz y las fuerzas gravitatorias son pequeñas. Estas teorías todavía se están explorando activamente; por ejemplo, un aspecto de la mecánica clásica como la teoría del caos se descubrió recién en el siglo XX . Forman la base de toda investigación física. En el marco de estas teorías, M. V. Lomonosov explicó las causas de los estados agregados de las sustancias (estados sólido, líquido y gaseoso) y desarrolló la teoría del calor.

Ramas de la física

Física macroscópica

La física macroscópica estudia los fenómenos y leyes del mundo familiar, donde el tamaño de los cuerpos es comparable al tamaño de una persona .

• Mecánica
  • mecanica clasica
  • Mecánica relativista
  • Mecánica de Medios Continuos
    • hidrodinámica
    • Acústica
    • Mecánica sólida
• Termodinámica
  • Termodinámica de no equilibrio
• Óptica
  • óptica de onda
  • óptica de cristal
  • óptica molecular
  • óptica no lineal
• Electrodinámica
  • Electrodinámica de medios continuos
  • Magnetohidrodinámica
  • electrohidrodinámica
• Física de oscilaciones y ondas
• Teoría general de la relatividad

Física microscópica

La física microscópica explora el "micromundo", donde el tamaño de los cuerpos es muchas veces más pequeño que el tamaño de una persona .

• física atómica
• física estadística
  • Mecánica estadística
  • Teoría estadística de campos
  • cinética física
  • estadísticas cuánticas
• Física de la Materia Condensada
  • Física del estado sólido
  • Física de fluidos
  • Física de átomos y moléculas.
  • Física de nanoestructuras
• la fisica cuantica
  • Mecánica cuántica
  • teoría cuántica de campos
    • electrodinámica cuántica
    • cromodinámica cuántica
    • Teoria de las cuerdas
• Física nuclear
  • Física de hipernúcleos
• Física de partículas elementales
  • Física de alta energía
• física molecular

Secciones de la física en la intersección de las ciencias

• Agrofísica
• Acústica-óptica
• Astrofísica
• Biofísica
• física computacional
• hidrofísica
• Geofísica
  • petrofísica
  • Sismología
  • tectonofísica
  • Hidrodinámica geofísica
• Cosmología
• física matemática
• Ciencia de los Materiales
  • Cristalografía
• física Médica
• Metrología
• Radiofísica
  • radiofísica cuántica
  • Radiofísica estadística
• Física Técnica
• teoría de la oscilación
• Teoría de los sistemas dinámicos
• física atmosférica
• física del plasma
• Química Física
• física química

Ayuda

• Unidades de medida de cantidades físicas
• Lista de notación en física
• Constantes físicas fundamentales
• historia de la fisica

Principales revistas

ruso

• Revista de física técnica (JTF)
• Cartas a la Revista de Física Técnica (Cartas JTP)
• Revista de física experimental y teórica (JETF)
• Cartas a JETF
• Física teórica y matemática
• Avances en Ciencias Físicas (UFN)

Extranjero

• física de la naturaleza
• Revistas de la Sociedad Americana de Física
  • Física  - breves artículos de revisión sobre resultados publicados en otras revistas de la sociedad.
  • Reviews of Modern Physics (RMP) Publica artículos de revisión sobre grandes áreas de la física.
  • Physical Review Letters (PRL) La revista más prestigiosa (después de Nature y Science ): artículos breves sobre las últimas investigaciones
  • Revisión Física (A,B,C,D,E) Artículos de varios formatos, más detallados, pero menos publicados que en Phys. Rvdo. Letón.
  • Anales de física
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  • Física hoy
  • Letras de física aplicada (APL)
  • Revista de Física Aplicada
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  • Revista de Física (A, B, C…)
    • Journal of Physics A: Matemática y Teórica
    • Journal of Physics: Materia condensada
  • Nueva revista de física
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  • Física Letra A
  • Cartas de Eurofísica
  • Zeitschrift für Physik Fue en esta revista que Einstein, Heisenberg, Planck...
  • Nuevo cimento (A, B, C…)
  • Fundamentos de la Física
• revistas de divulgación científica
  • Cuántico
  • mundo de la fisica

Además del archivo de preprints de arXiv.org , donde los artículos aparecen mucho antes de lo que aparecen en las revistas y están disponibles para su descarga gratuita.

Códigos en los sistemas de clasificación del conocimiento

• CDU 53
• Rubricador estatal de información científica y técnica (SRSTI) 29 FÍSICA
• Esquema de clasificación de física y astronomía

Véase también

• Categoría:Físicos
• Categoría: Organizaciones físicas
• Problemas no resueltos de la física moderna
• Física General
• Física en resúmenes
• dia de la fisica
• Los físicos están bromeando.

Notas

1. ↑ Prokhorov A. M. Physics // Enciclopedia física / Cap. edición A. M. Projorov. - M .: Gran Enciclopedia Rusa , 1998. - T. 5. - S. 310-320. — 760 págs. — ISBN 5-85270-101-7 .
2. ↑ Física // Gran Enciclopedia Soviética  : [en 30 volúmenes]  / cap. edición A. M. Projorov . - 3ra ed. - M.  : Enciclopedia soviética, 1969-1978.
3. ↑ Wolfian Experimental Physics en Wikisource
4. ↑ Moshchansky V. N. Formación de la cosmovisión de los estudiantes en el estudio de la física. - M.: Educación, 1976. - Circulación 80.000 ejemplares. - P.130 - 134
5. ↑ Moshchansky V. N. Formación de la cosmovisión de los estudiantes en el estudio de la física. - M.: Educación, 1976. - Circulación 80.000 ejemplares. - p.30
6. ↑ Poincaré, 1990 .
7. ↑ Zubov V.P. Ideas físicas de la antigüedad // otv. edición Grigoryan A. T. , Polak L. S. Ensayos sobre el desarrollo de ideas físicas básicas. - M., Academia de Ciencias de la URSS, 1959. - S. 11-80;
8. ↑ Aristóteles  Física // Aristóteles . Obras en cuatro tomos. T. 3. - M. : Pensamiento, 1981. - 550 p.  - S. 59-262.
9. ↑ Zubov V.P. Ideas físicas de la Edad Media // otv. edición Grigoryan A. T. , Polak L. S. Ensayos sobre el desarrollo de ideas físicas básicas. - M., Academia de Ciencias de la URSS, 1959. - S. 81-128;
10. ↑ Zubov V.P. Ideas físicas del Renacimiento // otv. edición Grigoryan A. T. , Polak L. S. Ensayos sobre el desarrollo de ideas físicas básicas. - M., Academia de Ciencias de la URSS, 1959. - S. 129-155;
11. ↑ Kuznetsov B. G. Génesis de la explicación mecánica de los fenómenos físicos y las ideas de la física cartesiana // ed. edición Grigoryan A. T. , Polak L. S. Ensayos sobre el desarrollo de ideas físicas básicas. - M., Academia de Ciencias de la URSS, 1959. - S. 156-185;
12. ↑ Kuznetsov B. G. Principios básicos de la física de Newton // ed. edición Grigoryan A. T. , Polak L. S. Ensayos sobre el desarrollo de ideas físicas básicas. - M., Academia de Ciencias de la URSS, 1959. - S. 186-197;
13. ↑ 1 2 3 Kudryavtsev P. S. Las principales líneas de desarrollo de las ideas físicas en el siglo XVIII // ed. edición Grigoryan A. T. , Polak L. S. Ensayos sobre el desarrollo de ideas físicas básicas. - M., Academia de Ciencias de la URSS, 1959. - S. 198-217;
14. ↑ Kudryavtsev P.S. Desarrollo de la teoría del campo electromagnético // otv. edición Grigoryan A. T. , Polak L. S. Ensayos sobre el desarrollo de ideas físicas básicas. - M., Academia de Ciencias de la URSS, 1959. - S. 236-262;
15. ↑ Kudryavtsev P.S. La ley de conservación de la energía // otv. edición Grigoryan A. T. , Polak L. S. Ensayos sobre el desarrollo de ideas físicas básicas. - M., Academia de Ciencias de la URSS, 1959. - S. 218-228;
16. ↑ Kudryavtsev P.S. Desarrollo de las ideas de termodinámica y atomismo. edición Grigoryan A. T. , Polak L. S. Ensayos sobre el desarrollo de ideas físicas básicas. - M., Academia de Ciencias de la URSS, 1959. - S. 229-235;
17. ↑ Kuznetsov B.G. Ideas básicas de la teoría especial de la relatividad. edición Grigoryan A. T. , Polak L. S. Ensayos sobre el desarrollo de ideas físicas básicas. - M., Academia de Ciencias de la URSS, 1959. - S. 263-287;
18. ↑ Kuznetsov B. G. Ideas básicas de la teoría general de la relatividad // ed. edición Grigoryan A. T. , Polak L. S. Ensayos sobre el desarrollo de ideas físicas básicas. - M., Academia de Ciencias de la URSS, 1959. - S. 288-322;
19. ↑ Polak L. S. El surgimiento de la física cuántica // ed. edición Grigoryan A. T. , Polak L. S. Ensayos sobre el desarrollo de ideas físicas básicas. - M., Academia de Ciencias de la URSS, 1959. - S. 323-389;
20. ↑ Kuznetsov B. G. Ideas básicas de la mecánica cuántica // otv. edición Grigoryan A. T. , Polak L. S. Ensayos sobre el desarrollo de ideas físicas básicas. - M., Academia de Ciencias de la URSS, 1959. - S. 390-421;
21. ↑ Ivanenko D. D. Partículas elementales // otv. edición Grigoryan A. T. , Polak L. S. Ensayos sobre el desarrollo de ideas físicas básicas. - M., Academia de Ciencias de la URSS, 1959. - S. 422-510;

Literatura

• Landau LD, Lifshits EM Física teórica. — M .: Nauka , 1958. — 509 p.
• Ivanov B.N. Las leyes de la física. 3ra ed. - M. : Editorial URSS , 2004. - 368 p. — ISBN 5-354-00640-6 .
• Poincaré  A. Acerca de la ciencia. 2ª ed. — M .: Nauka , 1990. — 736 p. — ISBN 5-02-014328-6 .
• vicepresidente Zubov , B. G. Kuznetsov , D. D. Ivanenko . Ensayos sobre el desarrollo de las ideas físicas básicas. — M. : AN SSSR, 1959. — 511 p. - 5000 copias.

Enlaces

• Física en el Proyecto de Enciclopedia Abierta
• Artículo en la "Enciclopedia Física"
• El Gran Colisionador de Hadrones como herramienta para el desarrollo de las matemáticas 4:18

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