Aprenda sobre diferentes tipos de física

Aprenda sobre diferentes tipos de física

La física es la rama de la ciencia que se ocupa de la naturaleza y las propiedades de la materia no viva y la energía que no se tratan en la química o la biología, y las leyes fundamentales del universo material. Como tal, es un área de estudio enorme y diversa.

Para darle sentido, los cient√≠ficos han centrado su atenci√≥n en una o dos √°reas m√°s peque√Īas de la disciplina. Esto les permite convertirse en expertos en ese campo estrecho, sin atascarse en el gran volumen de conocimiento que existe sobre el mundo natural.

 

Los campos de la física

La f√≠sica a veces se divide en dos categor√≠as amplias, basadas en la historia de la ciencia: la f√≠sica cl√°sica, que incluye estudios que surgieron desde el Renacimiento hasta principios del siglo XX; y F√≠sica Moderna , que incluye aquellos estudios que se han iniciado desde ese per√≠odo. Parte de la divisi√≥n podr√≠a considerarse escala: la f√≠sica moderna se centra en part√≠culas m√°s peque√Īas, mediciones m√°s precisas y leyes m√°s amplias que afectan la forma en que continuamos estudiando y comprendiendo la forma en que funciona el mundo.

Otra forma de dividir la física es la física aplicada o experimental (básicamente, los usos prácticos de los materiales) versus la física teórica (la construcción de leyes generales sobre cómo funciona el universo).

A medida que lea las diferentes formas de física, resultará obvio que existe cierta superposición. Por ejemplo, la diferencia entre astronomía, astrofísica y cosmología puede carecer virtualmente de sentido a veces. Para todos, es decir, excepto los astrónomos, astrofísicos y cosmólogos, que pueden tomarse las distinciones muy en serio.

 

Física clásica

Antes del cambio del siglo XIX, la f√≠sica se concentr√≥ en el estudio de la mec√°nica, la luz, el sonido y el movimiento ondulatorio, el calor y la termodin√°mica y el electromagnetismo. Los campos de la f√≠sica cl√°sica que se estudiaron antes de 1900 (y contin√ļan desarroll√°ndose y ense√Ī√°ndose hoy) incluyen:

    • Ac√ļstica: Estudio del sonido y de las ondas sonoras. En este campo, estudiar√°s ondas mec√°nicas en gases, l√≠quidos y s√≥lidos. La ac√ļstica incluye aplicaciones para ondas s√≠smicas, golpes y vibraciones, ruido, m√ļsica, comunicaci√≥n, audici√≥n, sonido subacu√°tico y sonido atmosf√©rico. De esta manera, abarca las ciencias de la tierra, las ciencias de la vida, la ingenier√≠a y las artes.
    • Astronom√≠a : el estudio del espacio, incluidos los planetas, las estrellas, las galaxias, el espacio profundo y el universo. La astronom√≠a es una de las ciencias m√°s antiguas, que utiliza las matem√°ticas, la f√≠sica y la qu√≠mica para comprender todo lo que est√° fuera de la atm√≥sfera terrestre.
    • F√≠sica qu√≠mica: estudio de la f√≠sica en sistemas qu√≠micos. La f√≠sica qu√≠mica se centra en el uso de la f√≠sica para comprender fen√≥menos complejos en una variedad de escalas, desde la mol√©cula hasta un sistema biol√≥gico. Los temas incluyen el estudio de nanoestructuras o din√°mica de reacciones qu√≠micas.
    • F√≠sica Computacional: La aplicaci√≥n de m√©todos num√©ricos para resolver problemas f√≠sicos para los que ya existe una teor√≠a cuantitativa.
 
  • Electromagnetismo: estudio de campos el√©ctricos y magn√©ticos , que son dos aspectos de un mismo fen√≥meno.
  • Electr√≥nica : Estudio del flujo de electrones, generalmente en un circuito.
  • Din√°mica de fluidos / Mec√°nica de fluidos: Estudio de las propiedades f√≠sicas de los "fluidos", espec√≠ficamente definidos en este caso como l√≠quidos y gases.
  • Geof√≠sica: Estudio de las propiedades f√≠sicas de la Tierra.
  • F√≠sica matem√°tica: aplicar m√©todos matem√°ticamente rigurosos para resolver problemas dentro de la f√≠sica.
  • Mec√°nica: estudio del movimiento de los cuerpos en un marco de referencia.
  • Meteorolog√≠a / F√≠sica del tiempo: la f√≠sica del tiempo.
  • √ďptica / F√≠sica de la luz: Estudio de las propiedades f√≠sicas de la luz.
  • Mec√°nica estad√≠stica: el estudio de grandes sistemas mediante la expansi√≥n estad√≠stica del conocimiento de sistemas m√°s peque√Īos.
  • Termodin√°mica : la f√≠sica del calor.
 

Física moderna

La f√≠sica moderna abarca el √°tomo y sus componentes, la relatividad y la interacci√≥n de altas velocidades, la cosmolog√≠a y la exploraci√≥n espacial, y la f√≠sica mesosc√≥pica, esas partes del universo que caen en tama√Īo entre nan√≥metros y micr√≥metros. Algunos de los campos de la f√≠sica moderna son:

    • Astrof√≠sica: Estudio de las propiedades f√≠sicas de los objetos en el espacio. Hoy en d√≠a, la astrof√≠sica se usa a menudo indistintamente con la astronom√≠a y muchos astr√≥nomos tienen t√≠tulos en f√≠sica.
    • F√≠sica at√≥mica: el estudio de los √°tomos, espec√≠ficamente las propiedades electr√≥nicas del √°tomo, a diferencia de la f√≠sica nuclear, que considera el n√ļcleo solo. En la pr√°ctica, los grupos de investigaci√≥n suelen estudiar f√≠sica at√≥mica, molecular y √≥ptica.
    • Biof√≠sica: el estudio de la f√≠sica en sistemas vivos en todos los niveles, desde c√©lulas individuales y microbios hasta animales, plantas y ecosistemas completos. La biof√≠sica se superpone con la bioqu√≠mica, la nanotecnolog√≠a y la bioingenier√≠a, como la derivaci√≥n de la estructura del ADN a partir de la cristalograf√≠a de rayos X. Los temas pueden incluir bioelectr√≥nica, nanomedicina, biolog√≠a cu√°ntica, biolog√≠a estructural, cin√©tica de enzimas, conducci√≥n el√©ctrica en neuronas, radiolog√≠a y microscop√≠a.
    • Caos: Es el estudio de sistemas con una fuerte sensibilidad a las condiciones iniciales, por lo que un ligero cambio al principio se convierte r√°pidamente en cambios importantes en el sistema. La teor√≠a del caos es un elemento de la f√≠sica cu√°ntica y √ļtil en la mec√°nica celeste.
 
    • Cosmolog√≠a: el estudio del universo en su conjunto, incluidos sus or√≠genes y evoluci√≥n, incluido el Big Bang y c√≥mo el universo seguir√° cambiando.
    • Criof√≠sica / Criog√©nica / F√≠sica de baja temperatura: Estudio de las propiedades f√≠sicas en situaciones de baja temperatura, muy por debajo del punto de congelaci√≥n del agua.
    • Cristalograf√≠a: estudio de cristales y estructuras cristalinas.
    • F√≠sica de altas energ√≠as: el estudio de la f√≠sica en sistemas de energ√≠a extremadamente alta, generalmente dentro de la f√≠sica de part√≠culas.
    • F√≠sica de alta presi√≥n: estudio de la f√≠sica en sistemas de presi√≥n extremadamente alta, generalmente relacionado con la din√°mica de fluidos.
    • F√≠sica del l√°ser: estudio de las propiedades f√≠sicas de los l√°seres.
    • F√≠sica Molecular: Estudio de las propiedades f√≠sicas de las mol√©culas.
    • Nanotecnolog√≠a: ciencia de la construcci√≥n de circuitos y m√°quinas a partir de √°tomos y mol√©culas individuales.
    • F√≠sica Nuclear: Estudio de las propiedades f√≠sicas del n√ļcleo at√≥mico.
    • F√≠sica de part√≠culas : estudio de part√≠culas fundamentales y las fuerzas de su interacci√≥n.
    • F√≠sica del plasma: estudio de la materia en la fase plasm√°tica.
 
  • Electrodin√°mica cu√°ntica : estudio de c√≥mo interact√ļan los electrones y los fotones a nivel de la mec√°nica cu√°ntica.
  • Mec√°nica cu√°ntica / F√≠sica cu√°ntica: el estudio de la ciencia donde los valores discretos m√°s peque√Īos, o cuantos, de materia y energ√≠a se vuelven relevantes.
  • √ďptica cu√°ntica : la aplicaci√≥n de la f√≠sica cu√°ntica a la luz.
  • Teor√≠a cu√°ntica de campos: la aplicaci√≥n de la f√≠sica cu√°ntica a los campos, incluidas las fuerzas fundamentales del universo .
  • Gravedad cu√°ntica : la aplicaci√≥n de la f√≠sica cu√°ntica a la gravedad y la unificaci√≥n de la gravedad con las otras interacciones fundamentales de las part√≠culas.
  • Relatividad: estudio de sistemas que muestran las propiedades de la teor√≠a de la relatividad de Einstein , que generalmente implica moverse a velocidades muy cercanas a la velocidad de la luz.
  • Teor√≠a de cuerdas / Teor√≠a de supercuerdas : El estudio de la teor√≠a de que todas las part√≠culas fundamentales son vibraciones de cuerdas de energ√≠a unidimensionales, en un universo de dimensiones superiores.

Fuentes y lectura adicional

  • Simonyi, Karoly. "Una historia cultural de la f√≠sica". Trans. Kramer, David. Boca Rat√≥n: CRC Press, 2012.
  • Phillips, Lee. " Los enigmas interminables de la f√≠sica cl√°sica ". Ars Technica , 4 de agosto de 2014.
  • Teixeira, Elder Sales, Ileana Maria Greca y Olival Freire. " La Historia y Filosof√≠a de la Ciencia en la Ense√Īanza de la F√≠sica: Una S√≠ntesis de Investigaci√≥n de Intervenciones Did√°cticas ". Ciencia y Educaci√≥n 21.6 (2012): 771‚Äď96. Impresi√≥n.


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