古典物理学と現代物理学の13の分野 - 物理的 - 2025

古典物理学と現代物理学の分岐の中で、最も原始的な分野の音響学、光学学、または力学、およびより最近のアプリケーションの宇宙論、量子力学、または相対論を強調できます。

古典物理学は1900年以前に開発された理論を説明し、現代物理学は1900年以降に発生した出来事を説明します。古典物理学は、量子のより複雑な研究​​を掘り下げることなく、マクロスケールで物質とエネルギーを扱います。現代物理学の。

歴史上最も重要な科学者の1人であるマックスプランクは、古典物理学の終わりと量子力学による現代物理学の始まりを示しました。

古典物理学の枝

1-音響

耳は、特定の波の振動を受信し、それらを音として解釈するための卓越した生物学的器具です。

音響（気体、液体、固体の機械波）の研究を扱う音響学は、音響の生成、制御、送信、受信、および効果に関連しています。

音響技術には、音楽、地質学、大気および水中現象の研究が含まれます。

心理音響学は、ピタゴラスが紀元前6世紀にアンビルを打つ振動する弦とハンマーの音を初めて聞いたときから存在する、生物系に対する音の物理的影響を研究しています。しかし、医学で最も衝撃的な開発は超音波技術です。

2-電気と磁気

電気と磁気は単一の電磁力から生じます。電磁気学は、電気と磁気の相互作用を説明する物理科学の一分野です。

磁場は移動する電流によって生成され、磁場は電荷（電流）の移動を誘発します。電磁気学の規則は、地磁気および電磁気現象も説明し、原子の荷電粒子がどのように相互作用するかを説明します。

以前は、電磁気学は、光効果としての雷と電磁放射の影響に基づいて経験されていました。

磁気は、コンパス誘導ナビゲーションの基本的な手段として長い間使用されてきました。

静止した電荷の現象は、こすった櫛が粒子を引き付ける方法を観察した古代ローマ人によって検出されました。正電荷と負電荷のコンテキストでは、電荷が反発するように、異なる電荷が引き付けられます。

8種類の電磁波とその特性を発見することで、このトピックについてさらに詳しく知りたい場合があります。

3-力学

これは、力または変位を受けたときの物理的なボディの動作と、その後の環境におけるボディの影響に関連しています。

モダニズムの黎明期に、科学者のジャヤム、ガリレオ、ケプラー、およびニュートンは、現在古典力学として知られているものの基礎を築きました。

このサブ分野は、静止しているオブジェクトやパーティクルにかかる力の動き、または光の速度よりもかなり遅い速度で動くものを扱います。力学は体の性質を説明します。

ボディという用語には、粒子、発射体、宇宙船、星、機械の一部、固体の一部、流体の一部（気体と液体）が含まれます。粒子は、内部構造がほとんどない物体であり、古典力学では数学的な点として扱われます。

リジッドボディにはサイズと形状がありますが、パーティクルに近いシンプルさを保持しており、セミリジッド（弾性、流体）にすることができます。

4-流体力学

流体力学は、液体と気体の流れを表します。流体力学は、空気力学（運動中の空気と他の気体の研究）や流体力学（運動中の液体の研究）などのサブ分野が出現する分岐です。

流体力学は広く適用されています。飛行機の力とモーメントの計算には、気象パターンの予測に加えて、パイプラインを通る石油流体の質量の決定、および星間空間と核兵器の核分裂モデリング。

このブランチは、フロー測定から導出され、実際的な問題を解決するために使用される経験的および半経験的法則を含む体系的な構造を提供します。

流体力学の問題の解決策には、流速、圧力、密度、温度などの流体特性、および空間と時間の関数の計算が含まれます。

5-光学

光学は、可視および不可視の光と視覚の特性と現象を扱います。適切な機器を構築することに加えて、物質との相互作用を含む、光の振る舞いと特性を研究します。

可視光、紫外光、および赤外光の動作について説明します。光は電磁波であるため、X線、マイクロ波、電波などの他の形式の電磁放射にも同様の特性があります。

このブランチは、天文学、工学、写真、医学（眼科学および検眼）などの多くの関連分野に関連しています。その実用的なアプリケーションは、ミラー、レンズ、望遠鏡、顕微鏡、レーザー、光ファイバーなど、日常のさまざまな物体や技術に見られます。

6-熱力学

システム内の仕事、熱、エネルギーの影響を研究する物理学の分野。19世紀に蒸気機関の登場で誕生しました。これは、観測可能で測定可能なシステムの大規模な観測と応答のみを扱います。

小規模なガス相互作用は、ガスの速度論によって記述されます。これらの方法は互いに補完し合い、熱力学の観点から、または運動論によって説明されます。

熱力学の法則は次のとおりです。

• エンタルピーの法則：システム内のさまざまな形態の運動エネルギーとポテンシャルエネルギーを、システムが実行できる作業と熱の伝達に関連付けます。
• これは、第2法則と、エントロピー法則と呼ばれる別の状態変数の定義につながります。
• ゼロ番目の法則は、分子の運動エネルギーに関連する小規模の定義とは対照的に温度の、大規模な熱力学的平衡を規定します。

現代物理学の分野

7-宇宙論

それは、宇宙の構造とダイナミクスをより大規模に研究することです。その起源、構造、進化、最終的な目的地を調査します。

宇宙論は、科学として、コペルニクスの原理-天体は地球と同じ物理法則に従います-およびニュートン力学により、これらの物理法則を理解することができました。

物理宇宙論は、アインシュタインの一般相対性理論の発展とともに1915年に始まり、1920年代に観測による発見が続きました。

宇宙マイクロ波背景、遠方の超新星、銀河の赤方偏移など、1990年代以降の観測宇宙論の劇的な進歩により、宇宙論の標準モデルが開発されました。

このモデルは、宇宙に含まれる大量の暗黒物質と暗黒エネルギーの内容に準拠していますが、その性質はまだ明確に定義されていません。

8-量子力学

物質と光の振る舞いを原子および原子レベルで研究する物理学の分野。その目的は、分子、原子、およびそれらのコンポーネントの特性（電子、陽子、中性子、およびクォークやグルオンなどのより難解な粒子）を記述および説明することです。

これらの特性には、粒子同士の相互作用、および電磁放射（光、X線、ガンマ線）との相互作用が含まれます。

複数の科学者が3つの革新的な原則の確立に貢献し、1900年から1930年の間に徐々に受け入れられ、実験的検証が行われました。

• 定量化された特性。位置、速度、および色は、特定の量でのみ発生することがあります（数値をクリックするなど）。これは、そのような特性が平坦で連続的なスペクトル上に存在しなければならないという古典力学の概念とは対照的です。一部のプロパティがクリックするという考えを説明するために、科学者は動詞を数量化して作り出した。
• 軽い粒子。科学者たちは、光が粒子のように振る舞い、常に「波/湖の波のように」振る舞うとは限らないと仮定して、200年の実験に反論しました。
• 物質の波。物質は波のように振る舞うこともできます。これは、物質（電子など）が粒子として存在できることを確認する30年間の実験によって実証されています。

9-相対性理論

この理論には、アルバートアインシュタインの2つの理論が含まれています。特殊相対論は、素粒子とその相互作用に適用されます。重力を除くすべての物理現象を説明します。自然。

宇宙論、天体物理学、天文学の領域に適用されます。相対性理論は、20世紀の物理学と天文学の仮定を変え、200年のニュートン理論を追放しました。

彼は、統一された実体としての時空、同時性相対性理論、時間の運動学的および重力膨張、および経度収縮などの概念を紹介しました。

物理学の分野では、核時代の開始とともに、素粒子の科学とその基本的な相互作用を改善しました。

宇宙論と天体物理学は、中性子星、ブラックホール、重力波などの異常な天文現象を予測しました。

10-核物理学

原子核、他の原子や粒子との相互作用、およびその構成要素を研究するのは、物理学の分野です。

11-生物物理学

物理学の原理と方法で生物学を研究しているため、それは物理学と密接に関連していますが、正式には生物学の一分野です。

12-天体物理学

正式には、天文学の一分野ですが、星の物理学、その組成、進化、構造を研究しているため、物理学と密接に関連しています。

13-地球物理学

それは物理学の方法と原理で地球を研究するので、それは物理学と密接に関連していますが、地理学の分岐です。

各支部の研究事例

1-音響：UNAM研究

UNAMの理学部の物理学科の音響実験室は、音響現象の研究を可能にする技術の開発と実装に関する専門的な研究を行っています。

最も一般的な実験には、物理​​的構造が異なるさまざまな媒体が含まれます。これらの媒体は、流体、風洞、または超音速ジェットの使用です。

UNAMで現在行われている調査は、打たれた場所に応じて、ギターの周波数スペクトルです。イルカが発する音響信号も調査されています（Forgach、2017年）。

2-電気と磁気：生体系における磁場の影響

フランシスコホセカルダス地区大学は、生体系に対する磁場の影響に関する研究を行っています。これまでに行われたすべての以前の研究を特定し、新しい知識を発行するためです。

研究によると、地球の磁場は永続的で動的であり、高強度と低強度の周期が交互に繰り返されます。

彼らはまた、ミツバチ、アリ、サケ、クジラ、サメ、イルカ、蝶、カメなど、この磁場の構成に依存して自分自身を方向付ける種についても話します（Fuentes、2004）。

3-力学：人体と無重力

NASAは50年以上にわたり、無重力が人体に及ぼす影響に関する研究を行ってきました。

これらの調査により、多くの宇宙飛行士が月面で安全に移動したり、国際宇宙ステーションに1年以上住んだりすることができました。

NASAの研究では、無重力が身体に及ぼす機械的影響を分析して、それらを減らし、宇宙飛行士を太陽系のより離れた場所に送ることができるようにします（Strickland&Crane、2016年）。

4-流体力学：ライデンフロスト効果

ライデンフロスト効果は、液体の液滴がその沸点よりも高い温度で高温の表面に接触したときに発生する現象です。

リエージュ大学の博士課程の学生は、流体の蒸発時間に対する重力の影響と、この過程でのその挙動を調べる実験を作成しました。

表面は最初加熱され、必要に応じて傾斜しました。使用した水滴は、赤外線で追跡し、表面の中心から離れるたびにサーボモーターを作動させました（Research and Science、2015）。

5-光学：リッターの観察

ヨハンウィルヘルムリッターはドイツの薬剤師兼科学者であり、数多くの医学的および科学的実験を行ってきました。光学分野への彼の最も注目すべき貢献には、紫外線の発見があります。

リッターは1800年にウィリアムハーシェルが赤外光を発見したことに基づいて研究を行い、不可視光の存在が可能であると判断し、塩化銀とさまざまな光線で実験を行いました（Cool Cosmos、2017年）。 。

6-熱力学：ラテンアメリカの熱力学太陽エネルギー

この研究は、持続可能なエネルギー源としての太陽エネルギーの熱力学的予測を主な関心事とする、太陽エネルギーなどの代替エネルギー源と熱源の研究に焦点を当てています（Bernardelli、201）。

この目的のために、調査文書は5つのカテゴリに分類されます。

1-地球表面の日射とエネルギー分布。

2-太陽エネルギーの使用。

3-太陽エネルギーの使用の背景と進化。

4-熱力学的設備とタイプ。

5-ブラジル、チリ、メキシコでのケーススタディ。

7-宇宙論：暗黒エネルギー調査

ダークエネルギーに関する調査またはダークエネルギー調査は、2015年に行われた科学的研究であり、主な目的は宇宙の大規模構造を測定することでした。

この調査により、スペクトルは、現在の宇宙とその分布に存在する暗黒物質の量を決定しようとする多数の宇宙論的調査に開かれました。

一方、DESによって生成された結果は、欧州宇宙機関によって資金提供されたプランク宇宙ミッションの後に発行された、宇宙に関する伝統的な理論と矛盾しています。

この研究により、宇宙は現在26％の暗黒物質で構成されているという理論が確認されました。

また、2600万個の遠方の銀河の構造を正確に測定する位置決めマップも開発されました（Bernardo、2017年）。

8-量子力学：情報理論と量子計算

この研究は、情報や量子コンピューティングなど、科学の2つの新しい領域を調査することを目的としています。どちらの理論も、電気通信および情報処理装置の進歩に不可欠です。

この研究は、量子コンピューティングの現在の状態を提示します。これは、第1チューリングの計算に関する仮定。

9-相対性理論：イカルス実験

イタリアのグランサッソの実験室で行われたイカルスの実験的研究は、アインシュタインの相対性理論が真実であることを検証することで、科学界に安心をもたらしました。

この研究では、ヨーロッパ核研究センター（CERN）から提供された光線を使って7つのニュートリノの速度を測定しました。これは、同じ実験室での過去の実験で結論付けられたように、ニュートリノは光の速度を超えないことを示しています。

これらの結果は、CERNによる以前の実験で得られた結果と反対でした。CERNは、以前はニュートリノが光よりも730キロメートル速く移動したと結論付けていました。

どうやら、以前CERNによって与えられた結論は、実験が行われたときのGPS接続の不良によるものでした（El tiempo、2012）。

参考文献

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