Частиною проблеми, яка посилює страхи учнів та студентів перед фізикою, є її словниковий запас: ці високочолі вчені, здається, розмовляють виключно своєю мовою, додавши лише кілька слів з латині чи англійської!
За рідкісним винятком Стівена Хокінга, котрий дав світові пояснення космосу в повсякденних термінах у книзі “Коротка історія часу”.
Але, насправді, мову фізики не так вже й важко зрозуміти, якщо ви знаєте ключові терміни.
Ось чому ваш Superprof представляє цей глосарій з фізики!
На відміну від словника, який може давати визначення слову, але не наводить чіткішої інформації про його значення в науковому контексті, ми прагнемо набавити “м’ясця до кісток кожного слова”, щоб ви могли по-справжньому впитися зубцями й розкусити його.
Попутно ми добавимо трохи додаткової інформації, щоб ви могли побачити, як кожен термін вплітається у дисципліну під назвою “фізика”.
Назви різних галузей фізики
Фізичну науку поділяють на дві великі категорії: класичну фізику та сучасну фізику. Правило розрізнення їх дуже просте:
будь-яке відкриття, зроблене до 1900 року, зазвичай вважається класичним. Усе, створене після 1900 року, навіть якщо воно побудоване на класичній теорії, вважається сучасним – якщо це призвело до нового напряму дослідження та/або обговорення.
Якщо ви продовжите вивчення та дослідження в галузі класичної фізики, ваша робота може включати:
- класичну механіку: вивчення та аналіз об'єктів, видимих неозброєним оком, зокрема планети, зірки та галактики;
- закони руху Ньютона, що описують співвідношення між тілом і силами, що діють на нього;
- термодинаміку: температура по відношенню до енергії та роботи (робота не мається на увазі в звичайному розумінні!);
- теорії відносності Ейнштейна: спеціальна теорія відносності та загальна теорія відносності;
- теорію хаосу.
Можливо, найкращий спосіб зрозуміти принцип теорії хаосу - це помістити її в контекст реального застосування. Для наших цілей спрацює навіть прогноз погоди.
На перший погляд погодні умови здаються досить випадковими: одного дня йде дощ, а наступного – сонячно, а потім ми маємо помірну температуру перед тим, як ртутний стовпчик стрімко впаде, і нам потрібно поспішати за вовняними шкарпетками та теплими джемперами.
Якими б непередбачуваними не були ці зміни погоди, вони мають закономірність, яка зумовлена багатьма факторами.
Погода з її вологістю та струминними потоками вважається динамічною системою – тою, яка рухається
Якщо у вас є динамічна система, чутлива до початкових умов, ви можете проаналізувати її поведінку з часом за допомогою математики, таким чином передбачаючи її майбутню поведінку.
Однак, як сказав математик Едвард Лоренц: “Теперішнє визначає майбутнє, але приблизне теперішнє приблизно не визначає майбутнє”.
Саме це і може бути ідеальним визначенням теорії хаосу.
Як щодо сучасної фізики?
Через технологічні та інтелектуальні обмеження епохи класичної фізики, їй бракувало глибини пояснення. Тому зараз це реалізовують сучасні теорії, такі як квантова механіка, та/або теорія відносності Ейнштейна – на противагу теорії відносності Галілея.
Сучасна фізика має справу з крайнощами: або дуже маленькі частинки, або дуже великі аспекти чи властивості матерії, великі відстані або високі швидкості
До “оптимальностей”, як їх називають, зазвичай вдається класична фізика.
Вдалим способом описати цю різницю була б поведінка газу. Дослідження, проведені при 0º за Цельсієм, можуть бути предметом класичних досліджень, але той самий газ при -273,15º за Цельсієм зацікавить усіх, хто проводить сучасні фізичні дослідження.
Абсолютний нуль - це повна відсутність тепла і найнижча межа термодинамічної температурної шкали.
Якщо ви навчаєтесь на бакалавраті і спеціалізуєтесь на фізиці, назвати себе класичним чи сучасним фізиком ви не можете, оскільки сучасна фізика значною мірою залежить від класичних теорій.
На відміну від музики, де можна зосередитися виключно на грі на класичному чи сучасному джазовому фортепіано, фізику не потрібно обирати між класичною чи сучасною фізикою
Однак, як фізик-початківець, ви можете вибрати конкретну галузь, у якій працюватимете.
Тому давайте розглянемо деякі з них.
А перед цим репетитор з фізики онлайн тут.
Термінологія з фізики
Якщо ви фанатієте від “Теорії великого вибуху”, то можна піти стопами Шелдона і стати фізиком-теоретиком: це вимагатиме від вас використання математичних рівнянь для прогнозування результатів теорій.
Однак, якщо ваш улюбленець - Леонард, ви можете наслідувати його, ставши фізиком-експериментатором – доповнюючи свого колегу-теоретика, ви проводите реальні експерименти та записуєте свої результати.
Радж - астрофізик, який вивчає природу космічних тіл, а не їх положення та рух в просторі.
Фізика елементарних частинок, також відома як фізика високих енергій, передбачає вивчення частинок, які утворюють речовину та випромінювання. Зауважте, що частинка, у цьому сенсі, може бути чим завгодно, починаючи з електронів і закінчуючи пилом.
Прикладна фізика припускає, що ви могли б допомогти розробити нові технології або вирішити складну інженерну проблему щодо таких розробок. Дійсно, ця галузь фізики є сполучною ланкою між наукою та технікою.
Біофізика запозичує методи аналізу, які використовуються у фізиці для вивчення будь-яких біологічних явищ.
Атомна фізика: пригадуєте оті чудові діаграми оболонок, валентностей і електронів у наукових книгах? Їх придумали медики-атомники, котрі вивчають склад і структуру атомів.
Існує різниця між атомною фізикою та ядерною. Остання займається виключно ядром атома
Ви коли-небудь проходили МРТ? Це та інші аспекти ядерної медицини, такі як ПЕТ-сканування та спектроскопія, виникли завдяки відкриттям у ядерній фізиці!
Фізика конденсованого середовища включає вивчення поведінки твердих тіл і рідин за допомогою різних фізичних законів.
Ця галузь досліджень є перехрестям, де стикаються кілька дисциплін: теоретична фізика, фізика елементарних частинок і нанотехнології поєднуються з хімією та всіма областями, раніше відомими як фізика твердих тіл.
Це також одна з найактивніших галузей дослідження сучасної фізики через її величезну широту та різноманітність матеріалів для вивчення.
Загальнофізичний словник
Тепер, коли ми розглянули деякі спеціальності з фізики, що можуть стати трампліном для вашої кар’єри, давайте детальніше розберемо інші слівця, що використовується в цій дисципліні – окремі з них будуть дуже навіть знайомими!
Кварк: це слово означає елементарну частинку. Однак, щоб заплутати справу, фізичні кварки бувають 6 видів (або “ароматів”): нижній d, верхній u, дивний s, чарівний c, красивий b і справжній t. Верхній і нижній кварки є найлегшими. Кварки завжди представлені в трьох конфігураціях: один вгору/два вниз; два верхні/один нижній і так далі.
Адрон - це два або більше кварків, які утримуються разом сильною взаємодією.
Щоразу, коли ви чуєте адрон, бозон чи ферміон, знайте, що ці назви представляють класи субатомних частинок.
Ви коли-небудь чули про адронний колайдер? Тепер ви знаєте, на честь чого його назвали!
Нейтрино не є наймоднішим нейтроном в атомі. Це субатомна частинка без електричного заряду та дуже малої маси. Подорожує дуже швидко, майже як світло!
Квант: це слово часто використовується у фізиці, від опису дискретних галузей дослідження (квантової хромодинаміки) до окреслення цілих галузей фізики, таких як квантова теорія поля.
Сам по собі квант представляє найменшу можливу одиницю, на яку можна розділити все (знаменитий квантовий рівень).
Ізотоп - можлива форма елементу. Два або більше елементів можуть мати однакову кількість протонів, але відрізнятися кількістю нейтронів у ядрі.
Чудовий репетитор з фізики Тернопіль
Мабуть, найвідомішим з таких елементів є уран-235, який відрізняється від урану-238 тим, що має на 3 нейтрони менше, хоча вони обидва є елементами, ідентифікованими як уран (уран-235 використовується на атомних електростанціях і для виготовлення ядерної зброї).
Ми схильні думати про хвилі як про те, що породжує океан або щось, що ми робимо своїми руками на поверхні води, але фізики пов’язують хвилі з будь-якими порухами, що передають енергію через матерію чи простір.
Хвилі можуть бути або вібрацією, або коливанням фізичного середовища або поля навколо фактично фіксованих місць. Двома основними типами хвиль є механічні та електромагнітні.
А тепер вгадайте, яку хвилю видає ваша мікрохвильова піч?
Будь ласка, не соромтеся відкривати більше ключових понять у фізиці. Те, що ми озвучили у цій статті - лише дещиця!
Теоретична фізика, астрофізика чи фізика плазми: поміркуйте, у якій галузі ви б залишили свій слід.
І не хвилюйся, адже одного дня завдяки вашій наполегливій праці ви зможете назвати життєво важливий елемент або частинку своїм ім'ям! І після майбутні студенти вивчатимуть її в університетах!
Вам сподобалась ця стаття? Оцініть її!
Loading...
