Fizik Dalları / Alanları Nelerdir?

Fizik tüm bilimlerin en temelidir ve bu nedenle dalları fiziksel dünyanın her yerini anlamak için gelişmiştir. Parçacık fiziğinden biyofizikten bu konunun dalları, öğrenmeye istekli olan herkes için heyecan verici araştırma olanakları sunmaktadır. Fizikte kariyer yapmayı düşünüyorsanız, bu geniş konunun kuşbakışı bir görünümünü elde etmek için bu makaleyi okuyun.

Öncelikle bilmeniz gereken ilk şeyin aslında fizikte, biyolojide ya da kimya da yapılan bu alt dallar insanoğlunun ürünüdür. Normalde dünyamız ve evren bu alt dallara göre hareket etmez. Evren bu alt dallar ve temel bilimler (fizik, kimya, biyoloji) harmonisine göre davranır.Yani bu alt dalları insanlar daha iyi anlamak için üretti.

Fizikçiler doğayı daha derin ve daha derin bir seviyede keşfederken, çeşitli fizik dalları tutarlı bir teorik yapı ile gelişti. Niyetin açıklanması ve gerekçesi olarak, bir çekirdeğin boyutundan daha küçük ölçeklerden galaksilerden daha büyük ölçeklere kadar olan her şey için her seviyede farklı bir dal yaratılmıştır. Bunun nedeni, her branş, o seviyedeki olguları en iyi tanımlayan bir dizi ilkeye veya yaklaşıma dayanıyor olmasıdır.

Klasik Mekanik Fiziği

Bu, analitik olarak makroskopik ölçeklerdeki tüm nesnelerin hareketini tanımlayan fizikteki en eski dalıdır. Toplar gibi büyük nesnelerin sıçrayışından, sarkaçların sallanmasından, gezegenlerin Güneş’in etrafında nasıl döndüğünden bahsediyor. Bu , büyük ölçekte her türlü mekaniği açıklıyor ve atomik seviyede hareketi açıklayamadığı için klasik olarak adlandırılıyor .

Önemli Keşifler: Newton’un Yerçekim Kuralları, Newton’un Hareket Kanunları 3, Newton Mekaniği, Lagrange ve Hamilton mekaniği, Noether teoremi

Akışkanlar Mekaniği Fiziği

Akışkanlar mekaniği, gazlar, sıvılar ve plazma da dahil olmak üzere her türlü akışkanın fizikini tanımlayan klasik mekaniğin uzmanlaşmış bir alt koludur. Bu alandaki tüm maddeler, atomlar gibi kurucu elementlerin bireysel özelliklerini dikkate almadan bir süreklilik olarak modellenir . Borulardaki akışları da dahil olmak üzere, çeşitli koşullar altında sıvıların davranışlarını ve özelliklerini tanımlayabilir. Bitkilerin köklerinden tepeye, nehir akışına, havacılık kanatlarının, hidrolik preslerin ve pompaların tasarımında yardımcı olan, havayı öngörmeye yardımcı olan suyun yükselişi ve gerçekte her olayda kullanılabilecek gerçek hayat olaylarını tanımlayabilir.

Önemli Keşifler: Navier-Stokes denklemleri ( akışkanların Newton Mekaniğine göre hareketi tanımlanır ), Bernoulli ilkesi ( Çok düşük veya sıfır viskoziteli akışkanların hareketini tanımlar ), Arşimet prensibi ( Sıvıya dalmış bir vücudun yüzme kuvvetini açıklar )

Matematiksel Fizik

Teori için gerekli olan analitik araçlar matematiksel fizik tarafından sağlanmaktadır. Matematik, doğanın konuştuğu dildir. Nasıl daha derin bir seviyede çalıştığını bilmek için, bu dil ve her lehçesi tamamen idrak edilmelidir. Alan, fizik ve matematik arasında bir örtüşmedir.

Önemli Araçlar: Diferansiyel ve İntegral Hesap, Kompleks Analiz, Diferansiyel Geometri, Simpek Geometri, Vektör Paketleri, Lineer Cebir, Operatörlerin Spektral Teorisi, Fonksiyonel Analiz, Grup Teorisi, Olasılık Teorisi, Topoloji, Temsil Teorisi, Operatör Cebri, Yol İntegralleri

Klasik Elektrodinamik Fiziği

Bu alan, tüm dalların en geniş uygulandığı alanlardır. Klasik elektrodinamik, Maxwell’in elektromanyetizma yasalarına dayanır ve elektromanyetizma atomik küresel ölçekten her türlü elektromanyetik olayı tanımlar. Optik, telekomünikasyon ve diğer pek çok alt alan için teorik temel sağlar. Etki alanı, elektromanyetik kuvvetin tümünün nüfuz ettiği için doğanın tamamına yayılmıştır. Haberleşme antenlerinin tasarımından elektrik devrelerinin yapımına kadar alan, gerçekten geniş uygulanabilirliğe sahiptir.

Önemli Keşifler: Maxwell’in Elektromanyetizma denklemleri ( bir elektromanyetik alanının davranışı ve yüklerle bağlantısı ), Lorentz Force ( bir yükün karşılaştığı kuvveti, manyetik ve elektrik alanlarının etkisi altında hareketini açıklar ), Jefimenko’nun denklemleri, Liénard-Wiechert Potansiyeller, Faraday yasası, Lenz yasası

Kuantum Mekaniği Fiziği

Bu dal klasik mekanik başarısız olduğu atom altı düzeydeki olayları açıklayabilir, yeni bir mekanik alandır. Hidrojen spektrumunun doğru tanımı, fotoelektrik etkinin tahmini, kara cisim ışımasının açıklaması, moleküllerin yapısını tanımlamak için parçacık olasılıklarını sağlayan dalga fonksiyonlarının hesaplanmasına dayanan bu bilim en gizemli fiziksel alanlardan biridir. Belirsizlik prensibine dayanır ve her şey dalgalar ve parçacıklar gibi davranır.

Belirsizlik ilkesini temel alır ve her şeyin hem dalga hem de parçacık gibi davrandığı bir dünya resmi oluşturur.Elektromanyetik dalgalar, elektronların dalgalar halinde davrandığı bilinirken, foton olarak bilinen enerji kütlesi olarak hareket eden parçacıkların özelliklerini gösterir.

Önemli Keşifler: Schrödinger Denklemi, Belirsizlik ilkesi, Hidrojen Atomunun Çözümü, Fotoelektrik etki, Kuantum Hall Etkisi, Compton Efekti

Termodinamik ve İstatistiksel Mekanik Fiziği

Termodinamik ve istatistiksel fizik, çok partiküllü sistemlerde olguların hareketini tanımlamak için teorik bir mekanizma sağlayan temel dallardır. Tek parçacık hareketi kuantum mekaniği ile analiz edilebilir olsa da, hesaplama değişkenleri çok fazla olduğundan, çok parçacıklı sistemleri analitik olarak tarif edemez. Dolayısıyla, maddenin toplu olarak hareketi tanımlayan istatistiksel bir yaklaşıma ihtiyaç duyulmaktadır. Termodinamik, istatistiksel mekaniğin bir öncüsüdür. Parçacıkların toplu olarak makroskopik özelliklerini açıklar. Bu istatistik biliminin ilkeleri, finans ve ekonomide uygulama bulmaktadır. Temel teori, parçacıkların agregalarını düşündüğünüz neredeyse her durumda uygulamaları bulur.

Yoğun Madde Fiziği

Yoğun Madde Fiziği, metal, yarıiletkenler ve maddenin toplulukları olarak bulunan her tür materyali içeren, yoğunlaşmış halde bulunan, maddede meydana gelen tüm olayları tanımlayan, kuantum fiziği ve istatistiksel mekaniğin alt dallarından biridir. Buna, sıvılardan, katı maddelerden gazlara kadar her şey dahildir. Bilgi teknolojisini güçlendiren yarıiletken aygıtların fiziği, yoğunlaştırılmış madde fiziğindeki araştırma geliştirme sonuçlarının bir sonucudur. Ferromanyetizma, aşırı akışkanlık ve süperiletkenlik gibi dökme maddelerin tüm olaylarını tanımlar.

Önemli Keşifler: Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi, Süperiletkenlik BCS teorisi, Kondo etkisi, katıların elektronik teorisi, Hubbard Modeli, Bose-Einstein kondensatı, Süper akışkanlık

Nükleer Fizik

Nükleer fizik, atom çekirdeği seviyesinde meydana gelen tüm olayları tanımlar. Radyoaktivite, nükleer fizyon ve füzyon gibi olayları ele alır ve açıklar. Nükleer fizikteki gelişmeler, atom bombası, hidrojen bombası gibi nükleer silahların üretimine ve insanlığa nükleer enerji kaynağının yapılmasına neden oldu. Nükleer reaktörlerin yapımı, bakımı ve yerleştirilmesi ile ilgili araştırma, nükleer füzyon reaktörlerinin geliştirilmesinin yanı sıra çok düşük maliyetle tamamen temiz enerji sağlayabilen araştırmanın büyük bir bölümünü oluşturmaktadır.

Önemli Keşifler ve Buluşlar: Radyoaktif bozunma, Nükleer fisyon, Kütle enerji eşdeğerliği ilişkisi, Termonükleer füzyon reaksiyonları, Kontrollü nükleer füzyon reaktörleri, Ataletle tutulan füzyon, Nükleer bomba

Relativistik Kuantum Mekaniği ve Kuantum Alanı teorisi

Bu, çok küçük ve çok hızlı olan atom altı parçacıkları tanımlayan fiziktir. Parçacık fiziği olarak da bilinir. Alan kuantum mekaniğinin üç teorik temeline, görelilik teorisine ve alan kavramına dayanmaktadır. Bu üç temel düşüncenin birleşmesinden ortaya çıktı ve maddenin temel parçacıklarının fiziğini tanımlıyor.

Önemli Keşifler: Dirac Denklemi, Quantum Chromodynamics, Kuantum Elektrodinamiği, Quantum Flavordynamics, Kuantum Alan Teorisinin Yol İntegral Formülasyonu, Feynman Diyagramları

Astronomi ve Astrofizik

Tek amacı evrende meydana gelen her fenomeni açıklama olan  bu alan tüm fizik dallarının en kapsamlısıdır. Karasal ve uzay tabanlı teleskopları kullanarak galaksilerin kataloglanması, yıldızlar, yıldız listeleri, gezegenler vs gibi konuları araştırmak için bu alan çok çeşitli ve ilginç konuları kapsamaktadır.

Önemli Keşifler: Yıldızlarda Nükleer Füzyon Reaksiyonları, Pulsar, Süpernovalar ve Kuvarsların Gözlenmesi, Yıldızların Evrim Teorisi, Güneş Sistemi Oluşumu Teorisi, Quasarlar, Nötron Yıldızlarının ve Karadeliklerinin Bulunması

 

Yukarıda saydıklarımız fiziğin ana alt dalları sayılabilecek niteliktedir. Bunların dışında bu dalların her birinin hem teorik hem de uygulamalı alt birimi mevcuttur. Ayrıca biyofizik, doğrusal olmayandinamikler, sicim teoremi, göreli mekanik, kozmoloji gibi bir çok alt birim daha bulunmaktadır.

Pin It on Pinterest