ฟิสิกส์
ฟิสิกส์ศึกษาสสาร พลังงาน การเคลื่อนที่ แรง สนาม คลื่น อนุภาค อวกาศ เวลา และกฎทางคณิตศาสตร์ที่อธิบายโลกกายภาพ
ฟิสิกส์ศึกษาอะไร
ฟิสิกส์คือวิทยาศาสตร์ของโลกกายภาพในหลายสเกล ตั้งแต่วัตถุตก ของไหลไหล วงจรไฟฟ้า แสง เสียง อะตอม ดาว กาแล็กซี ไปจนถึงอนุภาคย่อยอะตอม ฟิสิกส์มองหารูปแบบที่วัดได้ สร้างแบบจำลองได้ ทดสอบได้ และเขียนเป็นกฎหรือทฤษฎีได้ คำอธิบายทางฟิสิกส์ที่ดีเชื่อมการสังเกตกับแบบจำลองที่ทำนายได้เชื่อถือได้
การเคลื่อนที่และแรง
กลศาสตร์คลาสสิกศึกษาการเคลื่อนที่ แรง โมเมนตัม พลังงาน การหมุน แรงโน้มถ่วง และการชน มันอธิบายว่าทำไมวัตถุจึงเร่ง เครื่องจักรถ่ายโอนงานอย่างไร ทำไมดาวเคราะห์จึงโคจร และโครงสร้างตอบสนองต่อแรงอย่างไร แม้ในกรณีที่ต้องใช้ฟิสิกส์สมัยใหม่สำหรับความเร็วสูงหรือสเกลจิ๋ว กลศาสตร์ก็ยังจำเป็นต่อวิศวกรรมและการวัดในชีวิตประจำวัน
พลังงานและความร้อน
พลังงานเป็นแนวคิดแกนกลางของฟิสิกส์ เพราะเชื่อมการเคลื่อนที่ ความร้อน สนาม แสง ปฏิกิริยาเคมี และเครื่องจักร อุณหพลศาสตร์ศึกษาความร้อน อุณหภูมิ งาน เอนโทรปี และขีดจำกัดของการเปลี่ยนรูปพลังงาน แนวคิดเหล่านี้อธิบายเครื่องยนต์ ตู้เย็น โรงไฟฟ้า สภาพอากาศ การเปลี่ยนสถานะ และเหตุผลที่ไม่มีอุปกรณ์ใดมีประสิทธิภาพสมบูรณ์
ไฟฟ้า แม่เหล็ก และแสง
แม่เหล็กไฟฟ้าศึกษาประจุไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า สนามแม่เหล็ก คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และแสง มันอธิบายมอเตอร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า เสาอากาศ วงจร แม่เหล็ก วิทยุ ทัศนศาสตร์ และการสื่อสารสมัยใหม่จำนวนมาก แสงมีพฤติกรรมเป็นคลื่นในหลายการทดลอง และเป็นอนุภาคที่เรียกว่าโฟตอนในบางการทดลอง จึงเป็นสะพานเข้าสู่ฟิสิกส์ควอนตัม
อนุภาคและแนวคิดควอนตัม
ในระดับอะตอมและย่อยอะตอม สัญชาตญาณในชีวิตประจำวันไม่เพียงพอ ฟิสิกส์ควอนตัมอธิบายสสารและพลังงานด้วยความน่าจะเป็น ฟังก์ชันคลื่น ระดับพลังงานที่ควอนไทซ์ และความไม่แน่นอน มันอธิบายอะตอม เลเซอร์ เซมิคอนดักเตอร์ พันธะเคมี กระบวนการนิวเคลียร์ และเทคโนโลยีจำนวนมากที่พึ่งพาพฤติกรรมของอิเล็กตรอนและโฟตอน
สัมพัทธภาพและจักรวาล
สัมพัทธภาพเปลี่ยนวิธีที่นักฟิสิกส์เข้าใจอวกาศ เวลา แรงโน้มถ่วง และการเคลื่อนที่ที่ความเร็วสูงมากหรือในสนามโน้มถ่วงแรง มันจำเป็นต่อการอธิบายหลุมดำ คลื่นความโน้มถ่วง การขยายตัวของจักรวาล และความแม่นยำของระบบนำทางดาวเทียม ฟิสิกส์และดาราศาสตร์มาบรรจบกันเมื่อกฎที่ทดสอบบนโลกถูกใช้เพื่อเข้าใจจักรวาล
การวัดและแบบจำลอง
ฟิสิกส์พึ่งพาการวัดอย่างรอบคอบ เครื่องมือขยายประสาทสัมผัสของมนุษย์ ขณะที่หน่วย การประมาณความไม่แน่นอน การสอบเทียบ และการวิเคราะห์ทางสถิติทำให้ผลลัพธ์เปรียบเทียบกันได้ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ทำให้ความจริงง่ายลงเพื่อให้ทดสอบคำถามได้ แบบจำลองมีพลังเมื่ออธิบายหลักฐานที่รู้แล้วและทำนายสิ่งที่จะเกิดในเงื่อนไขใหม่
ทำไมมันถึงสำคัญ
ฟิสิกส์สำคัญเพราะอธิบายทั้งประสบการณ์ธรรมดาและเทคโนโลยีที่หล่อหลอมชีวิตสมัยใหม่ มันสนับสนุนไฟฟ้า การถ่ายภาพ การนำทาง วัสดุ ฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ พลังงานหมุนเวียน รังสีทางการแพทย์ การวัดภูมิอากาศ และการสำรวจอวกาศ ฟิสิกส์ยังสอนวิธีถามอย่างมีวินัยว่าหลักฐานใดจะทำให้แนวคิดหนึ่งแข็งแรงขึ้นหรืออ่อนลง