Physik – Wikipedia Wikipedia

Le la physique (High German allemand fédéral: [ fyˈziːk ], ^[d’abord] Haut-allemand autrichien: [ fˈsɪk ], ^[2] Haut-allemand suisse: aussi [ fɪziːk ]] ^[3] ) est une science naturelle qui examine les phénomènes de base de la nature. Afin d’expliquer leurs propriétés et leurs comportements sur la base de modèles et de lois quantitatifs, il traite en particulier de la matière et de l’énergie et leurs interactions dans l’espace et le temps.

L’explication signifie la classification, les comparaisons, attribuer des phénomènes plus généraux ou conclure des lois générales. ^[4] Cela nécessite souvent la formation de nouveaux termes appropriés, parfois aussi ceux qui ne sont plus accessibles à la vue immédiate. Explications au sens philosophique, “Pourquoi” la nature se comporte comme ça, ne peut pas se permettre la physique. Au lieu de cela, elle traite du “comment”. Par exemple, elle ne peut pas expliquer pourquoi les masses s’attirent. Ce comportement ne peut être décrit qu’avec différents modèles. Newton l’a fait en supposant qu’il y avait une attraction entre les corps. Une idée complètement différente avait Einstein, qui a expliqué la gravité par le fait que la matière a ennuyé l’espace-temps.

La façon de travailler en physique est une coopération des méthodes expérimentales et de la formation de modèles théoriques. Les théories physiques font leurs preuves dans l’application aux systèmes de la nature en permettant des prédictions sur les conditions ultérieures si un état antérieur est connu. Le progrès des connaissances résulte de l’interaction de l’observation ou de l’expérience avec la théorie. Une théorie nouvelle ou développée peut expliquer des résultats bien connus pour la première fois et également stimuler de nouvelles expériences et observations, dont les résultats confirment ou contredisent ensuite sa théorie. L’observation inattendue ou les résultats des tests donnent des raisons du développement de la théorie sous diverses formes, de l’amélioration progressive à la tâche complète d’une théorie acceptée à long terme.

Les résultats et les modèles de physique sont utilisés de manière intensive en chimie, géologie, biologie, médecine et ingénierie.

Histoire du concept et de la discipline de la physique

La discipline de la physique sous sa forme actuelle a ses origines dans la philosophie, qui a traité les raisons et les causes de toutes choses depuis les temps anciens. Par Aristote jusqu’au début du 19e siècle, la physique a été comprise comme la sous-zone de philosophie, qui est Théorie de la nature, histoire naturelle, chimie ou Mathématiques appliquées traité les conditions de la nature. ^[5] Par rapport aux tentatives purement philosophiques pour expliquer les processus naturels, le type de connaissances, qui peut être acquis grâce à une observation systématique et précise, c’est-à-dire, ce n’était pas un rôle depuis longtemps. À partir du milieu du 13e et au cours du 14ème siècle, certains des philosophes recherchant la nature – comme Roger Bacon – ont préconisé un plus grand poids de la connaissance de la nature à obtenir par observation. Dès le début du XVIIe siècle, en particulier avec Galileo Galilei et Isaac Newton, ces tendances ont entraîné le développement d’une méthodologie de connaissance physique, qui est principalement orientée vers des normes empiriques et même expérimentales et donne même la priorité aux principes philosophiques traditionnels en cas de doute. Cette approche a été initialement appelée «philosophie expérimentale» et a rapidement conduit à un succès significatif lors de la compréhension de nombreux processus naturels différents. Néanmoins, il a continué jusqu’au 19e siècle qu’il a finalement pu prévaloir en physique et l’a donc établi comme une discipline indépendante dans son sens actuel.

En ce qui concerne sa méthode, son sujet, son emplacement scientifique-systématique et institutionnel, la physique se divise essentiellement en deux grandes zones. La physique théorique traite principalement des descriptions mathématiques formelles et des lois naturelles. Il résume et les phénomènes de nature réelle sous la forme d’un système de modèles, de théories générales et de lois naturelles ainsi que des hypothèses choisies par induction. Lors de la formulation de théories et de lois, il utilise souvent les méthodes de mathématiques et de logique. L’objectif est de prédire théoriquement le comportement d’un système afin que cela puisse être vérifié dans la nature réelle en comparant les processus et les phénomènes. Cette revue sous forme de mesures reproductibles dans des expériences physiques ciblées ou en observant des phénomènes naturels est le domaine de la physique expérimentale. Le résultat de l’examen détermine la validité et le pouvoir prédictif du modèle et les termes qui y sont choisis, les hypothèses et les méthodes.

La physique est étroitement liée à l’ingénierie et à d’autres sciences naturelles de l’astronomie et de la chimie à la biologie et aux géosciences. La physique est souvent considérée comme une science fondamentale ou fondamentale qui traite le plus des principes de base qui déterminent les processus naturels. La frontière envers les autres sciences naturelles est apparue historiquement, mais devient de plus en plus difficile, en particulier avec l’émergence de nouvelles disciplines scientifiques.

Dans la physique d’aujourd’hui, la frontière de la chimie marquée par la physique nucléaire et moléculaire et la chimie quantique est fluide. Contrairement à la désagréable, la physique contrairement à la nature vivante était souvent appelée science pour différencier la biologie, ce qui, cependant, est implicite, qui n’existe pas en physique. Les sciences de l’ingénierie sont délimitées par la physique par leur lien étroit avec l’application technique pratique, car l’accent est mis sur la compréhension des mécanismes de base en physique. L’astronomie n’a aucun moyen de réaliser des expériences de laboratoire, et dépend donc uniquement de l’observation naturelle, qui est utilisée ici pour la démarcation contre la physique.

méthodologie

L’acquisition de connaissances en physique est étroitement liée par l’expérience et la théorie, c’est-à-dire consiste en une acquisition et une évaluation de données empiriques et en même temps créer des modèles théoriques pour votre explication. Néanmoins, des spécialisations se sont développées au cours du 20e siècle, qui façonnent en particulier la physique des professionnels aujourd’hui. En conséquence, il peut être largement distingué les uns des autres.

ExpérimentalPhysik

Alors que certaines sciences naturelles telles que l’astronomie et la météorologie doivent être méthodologiquement limitées aux observations de leur sujet d’enquête, l’expérience est au premier plan en physique. La physique expérimentale essaie de retrouver les lois par projet, structure, mise en œuvre et évaluation des expériences et décrire en utilisant des modèles empiriques. D’une part, elle essaie d’entrer dans un nouveau territoire physique et, d’autre part, elle passe en revue les prédictions faites par la physique théorique.

La base d’une expérience physique consiste à exprimer les propriétés d’un système physique précédemment préparé, par exemple une pierre lancée, un volume de gaz fermé ou une particule en cas de procédé de choc en mesurant en nombres, par exemple comme vitesse d’impact, comme pression ou comme longueur des traces de particules observables dans le détecteur.

Plus précisément, soit uniquement indépendant du temps ( statique ) Propriétés d’un objet mesuré ou du développement temporel ( dynamique ) examiné du système, par exemple en déterminant les valeurs initiales et finales d’une variable de mesure avant et après l’expiration d’un processus ou en déterminant des valeurs intermédiaires continues.

Physique théorique

La physique théorique recherche mathématiquement les modèles empiriques de la physique expérimentale en raison de théories de base connues ou, si cela n’est pas possible, de développer des hypothèses pour une nouvelle théorie qui peut ensuite être vérifiée expérimentalement. Il continue de dériver des prédictions empiriquement vérifiables à partir de théories connues.

Dans le développement d’un modèle, la réalité est généralement idéalisée; Au début, on ne se concentre que sur une image simplifiée pour négliger et explorer ses aspects. Une fois que le modèle est mature pour ces conditions, il sera encore affiné.

Le langage des mathématiques est utilisé à la description théorique d’un système physique. Ses composants sont représentés par des objets mathématiques tels que des scalaires ou des vecteurs qui se trouvent dans des relations définies par des équations. Les inconnus sont calculés à partir de tailles connues et, par exemple, ont prédit le résultat d’une mesure expérimentale. Ce point de vue, qui se concentre sur les quantités, différencie considérablement la physique de la philosophie et signifie que les modèles non quantifiables, tels que la conscience, ne sont pas considérés comme faisant partie de la physique.

La mesure fondamentale du succès d’une théorie scientifique est l’accord avec les observations et les expériences. En comparant l’expérience, la portée et la précision d’une théorie peuvent être déterminées; Cependant, il ne peut jamais être «prouvé», au mieux confirmé dans de plus en plus de cas. Afin de réfuter une théorie ou de montrer les limites de votre portée, une seule expérience avec un résultat inexplicable est suffisante, à condition qu’elle se révèle reproductible.

La physique expérimentale et la physique théorique sont en constante interrelation les unes des autres. Cependant, les résultats d’une discipline des autres peuvent avancer: tant de prédictions de la théorie des cordes ne sont actuellement pas vérifiées expérimentalement; D’un autre côté, de nombreuses valeurs partiellement mesurées très précisément de la zone de physique des particules ne sont pas prévisibles par la théorie associée, la chromodynamique quantique.

De nouveaux aspects

En plus de cette division fondamentale de la physique, d’autres sous-disciplines méthodologiques sont parfois différenciées, en particulier la physique mathématique et la physique appliquée. Travailler avec des simulations informatiques a également des trains d’un domaine séparé de la physique.

Physique mathématique

La physique mathématique est parfois considérée comme une sous-zone de physique théorique, cependant, elle diffère du fait que son objet d’étude ne sont pas des phénomènes physiques concrets, mais les résultats de la physique théorique elle-même. mathématique Propriétés d’un modèle, en particulier ses symétries plus profondes. De cette façon, elle développe des généralisations et de nouvelles formulations mathématiques de théories déjà connues, qui à leur tour peuvent ensuite être utilisées comme matériel de travail des physiciens théoriques dans la modélisation des processus empiriques.

Physique appliquée

La physique appliquée est dans la démarcation (floue) à la physique expérimentale, parfois aussi à la physique théorique. Leur plaque d’immatriculation essentielle est qu’elle ne recherche pas un phénomène physique donné pour lui-même, mais pour utiliser les connaissances résultant de l’enquête pour résoudre un problème (généralement) non physique. Leurs applications sont dans le domaine de la technologie, mais aussi, par exemple, en économie, où des méthodes de physique solide théorique sont utilisées dans la gestion des risques. Il existe également des zones interdisciplinaires de physique de la médecine, de chimie physique, d’astrophysique et de biophysique.

Simulation et physique informatique

Avec le développement progressif des systèmes informatiques, au cours des dernières décennies du 20e siècle, accélérant depuis environ 1990, la simulation informatique s’est développée comme une nouvelle méthodologie au sein de la physique. Les simulations informatiques sont souvent utilisées comme un lien entre la théorie et l’expérience pour acquérir des prédictions d’une théorie, en revanche, les simulations peuvent également renvoyer une impulsion à la physique théorique sous la forme d’une théorie efficace qui a ré-modèle un résultat expérimental. Naturellement, ce domaine de la physique a de nombreux points de départ à l’informatique.

Bâtiment théorique

À son origine, le bâtiment théorique de la physique est basé sur la mécanique classique. Ceci a été complété par d’autres théories au 19e siècle, en particulier l’électromagnétisme et la thermodynamique. La physique moderne est basée sur deux extensions du 20e siècle, la théorie de la relativité et de la physique quantique, qui ont changé et généralisé certains principes de base de la mécanique classique. Les deux théories contiennent la mécanique classique sur le principe de la correspondance SO comme un cas limite et ont donc une plus grande étendue de validité que cela. Bien que la théorie de la relativité soit en partie basée sur les mêmes fondements conceptuels que la mécanique classique, la physique quantique en dissout considérablement.

Mécanique classique

Les mécanismes classiques ont été largement fondés aux 16e et 17e siècles par Galileo Galilei et Isaac Newton. En raison des possibilités techniques assez limitées à l’époque, les processus que les mécanismes classiques décrivent sont largement observables sans SIDA compliquée, ce qui le montre clairement. La mécanique classique traite les systèmes avec quelques corps solides, qui les différencie entre l’électrodynamique et la thermodynamique. L’espace et le temps ne font pas partie de la dynamique, mais un fond imprévisible, avant lesquels les processus physiques se déroulent et se déplacent. Les concepts essentiels de base de la physique (tels que la vitesse, l’accélération, la masse, l’énergie, l’énergie) ont d’abord été formés en mécanique classique. Pour les très petits objets, la physique quantique remplace la mécanique classique, tandis que la théorie de la relativité convient pour décrire les corps à très grande vitesse et masses.

Le traitement mathématique de la mécanique classique a été standardisé de manière décisive à la fin du XVIIIe et au début du XIXe siècle sous la forme du formalisme de Lagrange et du formalisme de Hamilton. Ces formalismes peuvent également être utilisés avec la théorie de la relativité et sont donc une partie importante de la mécanique classique. Bien que les mécanismes classiques ne soient valables que pour les systèmes clairs de taille moyenne, le traitement mathématique des systèmes complexes est déjà très exigeant mathématiquement dans le cadre de cette théorie. En grande partie, la théorie du chaos traite des systèmes aussi complexes de mécanique classique et est actuellement (2009) un domaine de recherche actif.

Électrodynamique et optique

Dans l’électrodynamique, les phénomènes avec des charges électriques en mouvement sont décrits dans l’interaction avec les champs électriques et magnétiques. Afin de rassembler le développement des théories de l’électricité et du magnétisme aux XVIIIe et 19e siècles, une expansion du bâtiment théorique de la mécanique classique était nécessaire. Le point de départ a été la loi d’induction découverte par Michael Faraday et la force de Lorentz nommée d’après Hendrik Antoon Lorentz sur une charge électrique en mouvement dans un champ magnétique. Les lois de l’électrodynamique ont été résumées par le greffier de James Maxwell au 19e siècle et entièrement formulées pour la première fois sous la forme des équations de Maxwell. Fondamentalement, les systèmes électrodynamiques ont été traités avec les méthodes de mécanique classique, mais les équations de Maxwell permettent également une solution d’ondes qui décrivent des ondes électromagnétiques telles que la lumière. Entre autres choses, cette théorie a également produit son propre formalisme sous la forme d’optique des vagues, qui diffère fondamentalement de celle de la mécanique classique. Les symétries de l’électrodynamique en particulier sont incompatibles avec celles de la mécanique classique. Cette contradiction entre les deux bâtiments théoriques a été résolue par la théorie spéciale de la relativité. Sous la forme de l’aspect non linéaire, le look Wave est toujours un domaine de recherche actif (2011).

thermodynamique

Avec l’électrodynamique, la thermodynamique a développé un autre complexe théorique qui diffère fondamentalement de la mécanique classique. Contrairement à la mécanique classique, la thermodynamique n’est pas au centre des corps individuels, mais un ensemble de nombreux éléments constitutifs, ce qui conduit à un autre formalisme radical. La thermodynamique convient donc au traitement des milieux de tous les états agrégés. La théorie quantique et la théorie de la relativité peuvent être ancrées dans le formalisme de la thermodynamique, car elles affectent seulement la dynamique des éléments constitutifs de l’ensemble, mais ne changent pas en principe le formalisme pour la description des systèmes thermodynamiques.

La thermodynamique convient, par exemple, pour décrire les machines à puissance thermique, mais aussi pour expliquer de nombreux objets de recherche modernes tels que la ligne suprale ou la suprafluidité. Dans le domaine de la physique des États solides, surtout aujourd’hui (2009), beaucoup est en cours de travail avec les méthodes de thermodynamique.

théorie de la relativité

La théorie de la relativité fondée par Albert Einstein présente une compréhension complètement nouvelle de l’espace et du temps des phénomènes. Selon cela, ce ne sont pas des structures réglementaires universellement valides, mais les distances spatiales et temporelles sont évaluées différemment par divers observateurs. L’espace et le temps fusionnent pour un temps d’espace à quatre dimensions. La gravité est attribuée à une courbure de ce temps d’espace, qui est causée par la présence de masse ou d’énergie. Dans la théorie de la relativité, la cosmologie devient un sujet scientifique pour la première fois. La formulation de la théorie de la relativité est considérée comme le début de la physique moderne, même si elle est souvent appelée l’achèvement de la physique classique.

La physique quantique

La physique quantique décrit les lois naturelles dans la zone nucléaire et subatomaire et se casse encore plus radicale avec des idées classiques que la théorie de la relativité. Dans la physique quantique, les tailles physiques elles-mêmes font également partie du formalisme et plus de simples paramètres qu’un système décrit. Le formalisme différencie donc deux types d’objets, les observables qui décrivent les tailles et les conditions que le système décrivent. Le processus de mesure est également activement impliqué dans la théorie. Dans certaines situations, cela conduit à la quantification des valeurs de taille. Cela signifie que les tailles n’acceptent toujours que certaines valeurs discrètes. Dans la théorie des champs quantiques, la théorie quantique relativiste la plus développée, la matière n’apparaît également que dans des parties, les particules élémentaires ou quantum.

Les lois de la physique quantique échappent largement à la vision humaine, et il n’y a toujours pas de consensus sur leur interprétation. Néanmoins, en termes de succès empirique, elle est l’une des meilleures connaissances sécurisées de l’humanité en général.

Sujets de la physique moderne

Les théories de la physique sont utilisées dans divers domaines. La division de la physique en sous-thèmes n’est pas claire et la délimitation des sous-thèmes les unes contre les autres est aussi difficile que la démarcation de la physique à d’autres sciences. En conséquence, il existe de nombreux chevauchements et relations mutuelles dans les différents domaines. Ici, une collection de sujets est indiquée conformément à la taille des objets considérée et référée aux sujets qui y sont liés. Les sujets énumérés ne peuvent pas être clairement attribués à une théorie, mais utilisent des concepts théoriques différents en fonction de l’objet examiné.

La physique des particules

La physique des particules traite des particules élémentaires et de leurs interactions. La physique moderne connaît quatre forces de base:

Ces interactions sont décrites par l’échange de bosons d’étalonnage ainsi appelés. La physique des particules s’accroche actuellement à la gravité, car il n’y a toujours pas de théorie de la gravité quantique qui peut décrire complètement les interactions gravitationnelles des particules élémentaires. En physique des particules, des théories quantiques relativistes sont utilisées pour décrire les phénomènes.

L’un des objectifs de la physique des particules est de décrire toutes les forces de base dans un concept global unifié (formule mondiale). Jusqu’à présent, cependant, il a seulement été possible de représenter l’interaction électromagnétique comme une unification de l’interaction électrique et magnétique et également de combiner l’interaction électromagnétique et la faible interaction en une croissance électronique si appelée. Entre autres choses, la théorie de la supersyanmétrie a été conçue pour combiner la croissance électronique et la forte interaction, qui n’a pas encore été confirmée expérimentalement. Comme déjà mentionné, les plus grandes difficultés se produisent dans le domaine de la force gravitationnelle, car il n’y a toujours pas de théorie de la gravité quantique, mais les particules élémentaires ne peuvent être décrites que comme faisant partie de la théorie quantique.

Des expériences typiques de vérification des théories de la physique des particules sont effectuées sur des accélérateurs de particules avec des énergies de particules élevées. Afin d’atteindre des énergies de collision élevées, des expériences de collisionneurs sont principalement utilisées, dans lesquelles les particules sont tirées les unes contre les autres et non sur un objectif fixe. Par conséquent, le concept de physique de haute énergie est souvent utilisé presque de manière congrument avec le concept de physique des particules. L’accélérateur de particules avec l’énergie de collision la plus élevée (2011) est le grand collisionneur de hadrons. Les neutrindectateurs tels que le Super Kamiokande sont spécialement conçus pour rechercher les propriétés des neutrinos et représentent ainsi une classe d’expérimentation spéciale mais toujours importante.

Physique de base du hadron et atomique

Les particules élémentaires qui sont soumises à la forte interaction, les quarks de So-appelés, ne viennent pas individuellement, mais seulement dans des conditions liées, les hadrons, auxquels le proton et le neutron incluent, entre autres. La physique de Hadron a de nombreux chevauchements avec la physique des particules élémentaires, car de nombreux phénomènes ne peuvent être expliqués qu’en tenant compte du fait que les hadrones sont construits à partir de quarks. Cependant, la description de la forte interaction par la chromodynamique quantique, une théorie relativiste des champs quantiques, ne peut pas prédire les propriétés des hadons, c’est pourquoi l’examen de ces propriétés est compris comme un domaine de recherche indépendant. Ainsi, une expansion de la théorie de l’interaction forte pour les petites énergies est recherchée dans laquelle les hadrons se forment.

Les noyaux atomiques représentent le niveau de complexité suivant par rapport aux particules élémentaires. Ils se composent de plusieurs nucléons, c’est-à-dire des protons et des neutrons, dont les interactions sont examinées. L’interaction forte et électromagnétique prévaut dans les noyaux atomiques. Les domaines de recherche de la physique des noyaux atomiques comprennent les désintégrations radioactives et la stabilité des noyaux atomiques. L’objectif est le développement de modèles de base qui peuvent expliquer ces phénomènes. Cependant, une élaboration détaillée de la forte interaction est distribuée comme dans la physique du hadrons.

Des accélérateurs partiels sont utilisés pour rechercher les propriétés du hadronen, ce qui n’est pas autant que dans la physique des particules sur les énergies de collision élevées. Au lieu de cela, des expériences cibles sont réalisées, ce qui offre une concentration plus faible sur l’objectif principal, mais un nombre beaucoup plus élevé d’événements. Cependant, les expériences de collision avec des difficultés sont principalement utilisées pour acquérir des connaissances sur le hadronen. En physique nucléaire, des atomes graves sont mis en collision pour produire des transurans et la radioactivité avec une variété d’assemblages expérimentaux sont examinés.

Physique nucléaire et moléculaire

Les atomes sont constitués d’un noyau atomique et principalement de plusieurs électrons et représentent le niveau suivant de complexité de la question. Le but de la physique atomique est d’expliquer les spectres de ligne des atomes, qui nécessite une description mécanique quantique exacte des interactions des électrons des atomes. Étant donné que les molécules sont construites à partir de plusieurs atomes, la physique moléculaire fonctionne avec des méthodes similaires, mais de grandes molécules en particulier représentent généralement des systèmes significativement plus complexes, ce qui rend les factures beaucoup plus compliquées et souvent nécessaires pour utiliser des simulations informatiques.

La physique atomique et moléculaire est étroitement liée à l’examen des spectres optiques des atomes et des molécules avec l’apparence. Par exemple, le principe fonctionnel du laser, un développement technique significatif, est largement basé sur les résultats de la physique atomique. Étant donné que la physique moléculaire traite également de manière intensive de la théorie des liens chimiques, il y a des chevauchements avec la chimie dans ce sujet.

Un accès expérimental important est l’influence de la lumière. Par exemple, les spectres optiques des atomes et des molécules sont connectés à leurs propriétés mécaniques quantiques. Inversement, la composition d’un mélange de tissu peut être examinée avec des méthodes spectroscopiques et, en utilisant la lumière étoile, des déclarations sur les éléments de l’atmosphère étoile peuvent être faites. D’autres méthodes d’examen considèrent le comportement sous l’influence des champs électriques et magnétiques. Les exemples sont la spectroscopie de masse ou le piège Paul.

Matière condensée et dynamique des fluides

Dans cette liste, la physique de la matière condensée et de la dynamique des fluides sont la zone avec la plus grande bande passante thématique, de la physique solide à la physique des plasmations. Tous ces domaines ont en commun qu’ils traitent des systèmes macroscopiques de nombreux atomes, molécules ou ions. En conséquence, la thermodynamique est une partie importante du fondement théorique dans tous les domaines de ce sujet. Selon le problème, la théorie quantique et la théorie de la relativité sont également utilisées pour décrire les systèmes. Les simulations informatiques sont également un inventaire fixe de la recherche sur ces systèmes multiples.

En raison de la bande passante thématique, il y a des chevauchements avec presque tous les autres domaines de la physique, par exemple avec l’apparence sous forme de milieux laser ou d’optique non linéaire, mais aussi avec une acoustique, une physique atomique, centrale et des particules. En astrophysique, la dynamique des fluides joue un rôle majeur dans la création de modèles pour le développement et la construction d’étoiles ainsi que dans la modélisation de nombreux autres effets. De nombreux domaines de recherche sont très axés sur l’application, comme la recherche matérielle, la plasmaphysique ou la recherche sur l’échelle de suler à haute température.

La gamme de méthodes expérimentales dans ce domaine de la physique est très grande, de sorte qu’aucune méthode typique pour toute la zone ne peut être spécifiée. Les effets mécaniques quantiques tels que le supracondulation et la suprafluidité qui ont acquis une certaine sensibilisation sont attribués à la physique profonde de la température, qui est associée à des méthodes de refroidissement typiques.

Astrophysique et cosmologie

L’astrophysique et la cosmologie sont des domaines de recherche interdisciplinaires qui chevauchent l’astronomie. Presque tous les autres sujets de la physique entrent dans les modèles astrophysiques pour modéliser les processus sur différentes échelles de taille. Le but de ces modèles est d’expliquer les observations astronomiques basées sur la physique précédemment connue.

La cosmologie est basée en particulier sur les bases de la relativité générale, mais dans le contexte de la cosmologie quantique, les théories quantiques sont également très importantes pour expliquer le développement de l’univers dans des phases beaucoup plus antérieures. Le modèle standard cosmologique actuellement (2009) le plus représenté est largement basé sur les théories de la matière noire et de l’énergie sombre. Jusqu’à présent, ni la matière noire ni l’énergie noire n’ont été directement démontrées, mais il existe une variété de théories de ce que sont exactement ces objets.

Étant donné que les expériences ne sont possibles qu’à l’astrophysique dans une mesure très limitée, cette sous-zone de physique dépend très de l’observation de phénomènes ininflus. La connaissance de la physique atomique et de la physique des particules et des méthodes de mesure typiques de ces domaines spécialisés s’appliquent également afin de tirer des conclusions sur les relations astrophysiques ou cosmologiques. Par exemple, les spectres de la lumière étoile fournissent des informations sur la distribution des éléments de l’atmosphère d’étoile, l’examen du rayonnement d’altitude permet de tirer des conclusions sur le rayonnement cosmique et les neutrinénecteurs après qu’une supernova mesure un courant de neutrinos accru qui est observé en même temps que la lumière de la supernova.

Sujets interdisciplinaires

Les méthodes de physique sont utilisées dans de nombreux domaines qui n’appartiennent pas au domaine thème de la physique. Certaines de ces applications ont déjà été abordées dans les chapitres précédents. La liste suivante donne un bref aperçu des sujets interdisciplinaires les plus importants.

• L’astrophysique utilise des méthodes physiques pour étudier les phénomènes astronomiques.
• En biophysique, les lois physiques sont examinées, qui sont soumises aux êtres vivants et à leur interaction avec la nature.
• La physique médicale utilise des phénomènes physiques tels que le laser, la radioactivité, les rayons X et la résonance magnétique pour les diagnostics médicaux et la thérapie.
• En chimie physique, des méthodes de physique sont appliquées aux objets illustratifs de la chimie.
• La géophysique utilise des modèles et des méthodes physiques pour expliquer les processus et questions géoscientifiques.
• La physique technique traite des applications techniques des connaissances physiques. Les sous-domaines importants sont l’électronique quantique et la théorie des ordinateurs quantiques.
• Dans ses recherches, la physique environnementale traite principalement des domaines de l’énergie et du climat.
• La sociophysique et l’économie et les méthodes statistiques s’appliquent aux phénomènes sociaux, économiques, culturels et politiques.

Limites des connaissances physiques

L’état actuel de la physique est toujours confronté à des problèmes même non résolus. D’une part, il s’agit du cas moins fondamental de problèmes, dont la solution est possible en principe, mais peut au mieux être approximative avec les possibilités mathématiques actuelles. D’un autre côté, il existe un certain nombre de problèmes pour lesquels il n’est pas encore clair si une solution sera possible dans le cadre conceptuel des théories d’aujourd’hui. Jusqu’à présent, il n’a pas été possible de formuler une théorie unifiée qui décrit les deux phénomènes qui sont soumis à une croissance électronique et à la forte interaction, ainsi que ceux qui sont soumis à la gravité. Ce n’est qu’avec une telle union de théorie quantique et de théorie de la gravitation (théorie générale de la relativité) que les quatre forces fondamentales pouvaient être traitées uniformément, de sorte qu’une théorie unifiée des particules élémentaires en a résulté.

Les candidats précédents des théories quantiques-gravitationnelles, de la super symphétrie et de la supergravitation, de la chaîne et des théories M tentent d’atteindre une telle normalisation. En général, c’est un objectif pratiquement le plus important du physicien d’aujourd’hui de décrire tous les processus de la nature par le nombre le plus bas possible des lois naturelles les plus simples. Ceux-ci sont destinés à décrire le comportement des propriétés et des objets les plus élémentaires (tels que les particules élémentaires), de sorte que les processus et objets de niveau supérieur (émergents) peuvent être réduits à ce niveau de description.

Que cet objectif soit en principe ou pratique ne peut plus faire l’objet de l’effort individuel de connaissances physiques scientifiques, ni comme il s’agit de questions générales sur le degré de certitude que les connaissances physiques peuvent généralement réaliser ou réellement réellement réalisé. Ces questions font l’objet de l’épistémologie et de la théorie scientifique. Des positions très différentes sont défendues. Il est relativement incontesté que les formations de théorie scientifique dans le sens ne sont que des hypothèses que l’on ne peut pas savoir avec certitude si ce sont des vues vraies et justifiées. On peut être plus prudent ici en faisant référence à la théorie et à l’intermédiaire conceptuel de toutes les connaissances empiriques ou sur le fait que l’homme tombe en tant que sujet reconnaissant dans le domaine des théories physiques, mais ne pouvait avoir des connaissances sûres qu’en tant qu’extérieur. Parce que pour les observateurs qui interagissent avec leur objet de connaissance, il existe des limites fondamentales de la pronosticabilité au sens de l’indiscernabilité de l’état actuel – une limite qui s’appliquera également alors, ^[6] Si l’homme connaissait toutes les lois de la nature et du monde serait déterministe. Cette limite est d’une importance pratique dans les processus déterministes, pour lesquels de faibles changements dans l’état initial conduisent à des écarts majeurs dans les états suivants – processus décrits par la théorie du chaos. Mais non seulement la prévisibilité pratique n’est possible que dans de nombreux cas, certains théoriciens scientifiques contestent également une signification des modèles physiques sur la réalité. Cela s’applique à diverses élaborations d’un anti-réalisme scientifique si appelé So-Scientific -heoritical dans une variété: une référence réelle est contestée ou considérée comme inattaquable pour différents types de termes physiques. ^[7] Certaines théories scientifiques contestent également une fusion fondamentale ou probable des théories individuelles. ^[8]

Relation avec d’autres sciences

Les relations avec la philosophie sont traditionnellement serrées, car la physique s’est développée à partir de la philosophie classique sans le contredire fondamentalement, et selon les catégories d’aujourd’hui, de nombreux physiciens importants étaient également des philosophes importants et vice versa. According to today’s philosophical discipline distinction, physics is particularly related to ontology, which tries to describe the basic structures of reality in the general possible terms, in addition to the epistemology, which tries to grasp the quality criteria of knowledge at all, to specifically determine the general methods of scientific knowledge and, of course, to the natural philosophy or philosophy, which often than below Discipline of ontology or scientific theory is treated, but at least specifically works in relation to the individual knowledge of physics, which analyzes the concept system and discusses ontological interpretations of physical theories.

Les relations avec les mathématiques sont également serrées. Toute la physique utilise la langue mathématique. Selon les catégories d’aujourd’hui, de nombreux physiciens importants étaient également des mathématiciens importants et vice versa.

Selon la distinction de discipline mathématique d’aujourd’hui, la physique est particulièrement liée à la géométrie, qui essaie de décrire les structures de base de la pièce dans les termes généraux possibles, en plus de l’algèbre, plus spécifiquement sur la géométrie algébrique, la géométrie différentielle et la physique mathématique.

Physique dans la société

Étant donné que la physique est considérée comme les sciences naturelles de base, les connaissances physiques et la pensée sont généralement enseignées à l’école dans le cadre de leur propre matière scolaire. Dans le cadre du système scolaire, la physique est généralement enseignée en tant que mineure de la 5e à la 7e année et est souvent également gérée comme un cours avancé au niveau supérieur.

• La plupart des universités offrent le sujet de physique.
• L’Académie suédoise des sciences décerne chaque année le prix Nobel de physique depuis 1901.
• La question de l’éthique de la recherche scientifique a été explicitement soulevée pour la première fois lorsque les découvertes physiques ont indiqué la possibilité d’une bombe atomique à la fin des années 1930. Ce sujet est également dans la littérature, par exemple dans la pièce de Friedrich Dürrenmatt Les physiciens pris.
• Il y a eu des tentatives d’exploiter la physique en termes d’idéologiquement. Par exemple, dans la période du national-socialisme, il y avait la physique allemande et la Wehrphysik comme la physique appliquée. Les représentants de ces efforts étaient la physique didactique et les politiciens scolaires Erich Günther († 1951), son manuel Wehrphysik (Un manuel pour les enseignants) ^[9] a été utilisé jusqu’en 1975 et le docteur honoraire de l’Université de Gießen, nommé médecin honoraire en 1959, et qui, en tant que greffier du Reichsach, Tilgte et dont les livres scolaires ont été distribués jusqu’aux années 1960. ^[dix]
• 2005 a été l’année de la physique.

Voir également

littérature

• Ludwig Bergmann, Clemens Schaefer, Thomas Dorfmüller, Wilhelm T. Hering, Klaus Stierstadt: Manuel de physique expérimentale. 11e édition, de Gruyter, 1998, ISBN 3-11-012870-5.
• Hans Breuer: Dtv-atlas pour la physique , Vol. 1, Mécanique, acoustique, thermodynamique, optique, 3e édition, 46.-60. Tsd., German Taschenbuch-Verl., Munich 1992, ISBN 978-3-423-03226-1.
• Wolfgang Demtröder: ExperimentalPhysik. 4e édition, Springer, 2005, ISBN 3-540-26034-X
• Lew Dawidowitsch Landau, Jewgeni Michailowitsch Lifschitz: Manuel de physique théorique En 10 volumes, Akademie-Verlag Berlin, Nouveau: Harri Deutsch-Verlag Frankfurt / Main
• Richard Feynman, Robert Leighton, Matthew Sands: Feynman donne des conférences sur la physique Oldenbourg, 1999, ISBN 3-486-25857-5.
• Christian Gerthsen, Dieter Meschede: Gerthsen Physique. 23. Édition. Springer-Verlag, 2006, ISBN 3-540-25421-8.
• Walter Seitter: Physique de l’existence. Blocs de construction dans une philosophie des phénomènes . Numéro spécial, Vienne 1997, ISBN 3-85449-120-4.
• Types de Paul A., encore une fois Mosca: Physique pour les scientifiques et les ingénieurs. 2e édition, Elsevier Spectrum Akademischer Verlag, Munich / Heidelberg 2004, ISBN 3-8274-1164-5.
• Pedro Waloschek: Physique du dictionnaire , DirectMedia Publishing, Berlin 2006, ISBN 978-3-89853-541-0.

Liens web

Individuellement

1. ↑ Eva-Maria Krech, Eberhard Stock, Ursula Hirschfeld, Lutz Christian Anders: Dictionnaire de prononciation allemand. Berlin / New York: Walter de Gruyter, 2009; P. 63 et 823.
2. ↑ Dictionnaire autrichien. Vienne: Autrichie fédérale Verlag / Jugend & Volk, ³⁵ 1979; S. 279.
3. ↑ Hans Bickel, Christoph Landolt (éd.): Duden Swiss High allemand. Dictionnaire de la langue standard en Suisse allemande, publié par l’Association suisse pour la langue allemande. Mannheim / Zurich: Dudenverlag, 2012. p. 87.
4. ↑ Richard Feynman a écrit: La curiosité exige que nous demandons que nous … essayons de comprendre la diversité des points de vue à la suite de l’interaction d’un nombre relativement faible de choses et de forces élémentaires … Richard P. Feynman U. UN.: Feynman donne des conférences sur la physique . Vol. 1, partie 1, traduit par H. Köhler. Allemand-anglais Edition, Oldenbourg Verlag 1974, page 2–1.
5. ↑ Rudolf Stichweh: Sur l’émergence du système moderne des disciplines scientifiques – Physique en Allemagne 1740–1890 , Suhrkamp Verlag, Francfort 1984
6. ↑ Voir Esfeld, Natural Philosophy, 128.
7. ↑ Voir. entrée Dans Edward N. Zalta (éd.): Encyclopédie de la philosophie de Stanford . Modèle: Sep / Maintenance / Paramètre 1 et ni paramètre 2 ni paramètre 3
8. ↑ Voir. Progrès scientifique. Dans: Edward N. Zalta (éd.): Encyclopédie de la philosophie de Stanford . Modèle: SEP / Maintenance / Paramètre 1 et Paramètre 2 et non paramètre 3 et L’unité de la science. Dans: Edward N. Zalta (éd.): Encyclopédie de la philosophie de Stanford . Modèle: SEP / Maintenance / Paramètre 1 et Paramètre 2 et non paramètre 3 ; Esfeld, philosophie naturelle, pp. 100–115.
9. ↑ Erich Günther: Manuel pour la physique militaire. Francfurt Am Main 1936.
10. ↑ Jörg Willer: Département des didactiques du Troisième Reich en utilisant l’exemple de la physique. Dans: Communications des antécédents médicaux. Journal of History of Science et Fachfrosaf Research. Volume 34, 2015, ISBN 978-3-86888-118-9, pp. 105–121, ici: pp. 113 et 119.