Bidang Fisika dan Disiplin Studi

Fisika adalah cabang ilmu yang berkaitan dengan sifat dan sifat materi tidak hidup dan energi yang tidak ditangani oleh kimia atau biologi, dan hukum dasar material alam semesta. Karena itu, ini adalah bidang studi yang luas dan beragam.

Untuk membuatnya masuk akal, para ilmuwan telah memusatkan perhatian mereka pada satu atau dua bidang disiplin ilmu yang lebih kecil. Hal ini memungkinkan mereka untuk menjadi ahli di bidang sempit itu, tanpa terjebak dalam volume pengetahuan yang ada tentang dunia alami.

Fisika kadang-kadang dibagi menjadi dua kategori besar, berdasarkan sejarah sains: Fisika Klasik, yang mencakup studi yang muncul dari Renaissance hingga awal abad ke-20; dan Fisika Modern, Yang termasuk studi yang telah dimulai sejak periode itu. Bagian dari divisi mungkin dianggap skala: fisika modern berfokus pada partikel yang lebih kecil, lebih tepat pengukuran, dan hukum yang lebih luas yang memengaruhi cara kita terus belajar dan memahami cara dunia bekerja.

Cara lain untuk membagi fisika diterapkan atau fisika eksperimental (pada dasarnya, penggunaan praktis bahan) versus fisika teoretis (pembangunan hukum yang memayungi bagaimana alam semesta bekerja).

Ketika Anda membaca berbagai bentuk fisika, seharusnya menjadi jelas bahwa ada beberapa tumpang tindih. Sebagai contoh, perbedaan antara astronomi, astrofisika, dan kosmologi kadang-kadang tidak ada artinya. Bagi semua orang, kecuali para astronom, astrofisika, dan kosmolog, yang dapat menganggap perbedaan itu dengan sangat serius.

Sebelum pergantian abad ke-19, fisika berkonsentrasi pada studi tentang mekanika, cahaya, suara dan gerakan gelombang, panas dan termodinamika, dan elektromagnetisme. Bidang fisika klasik yang dipelajari sebelum 1900 (dan terus berkembang dan diajarkan hari ini) meliputi:

• Akustik: Studi tentang gelombang suara dan suara. Di bidang ini, Anda mempelajari gelombang mekanis dalam gas, cairan, dan padatan. Akustik mencakup aplikasi untuk gelombang seismik, goncangan dan getaran, kebisingan, musik, komunikasi, pendengaran, suara bawah air, dan suara atmosfer. Dengan cara ini, ia mencakup ilmu bumi, ilmu kehidupan, teknik, dan seni.
• Astronomi: Studi tentang ruang, termasuk planet, bintang, galaksi, ruang dalam, dan alam semesta. Astronomi adalah salah satu ilmu tertua, menggunakan matematika, fisika, dan kimia untuk memahami segala sesuatu di luar atmosfer bumi.
• Fisika Kimia: Studi fisika dalam sistem kimia. Fisika kimia berfokus pada penggunaan fisika untuk memahami fenomena kompleks pada berbagai skala dari molekul hingga sistem biologis. Topik meliputi studi tentang struktur nano atau dinamika reaksi kimia.
• Fisika Komputasi: Penerapan metode numerik untuk memecahkan masalah fisik yang sudah ada teori kuantitatif.
• Elektromagnetisme: Studi tentang listrik dan Medan magnet, yang merupakan dua aspek dari fenomena yang sama.
• Elektronik: Studi tentang aliran elektron, umumnya dalam suatu rangkaian.
• Dinamika Fluida / Mekanika Fluida: Studi tentang sifat fisik "cairan," yang secara khusus didefinisikan dalam hal ini sebagai cairan dan gas.
• Geofisika: Studi tentang sifat fisik Bumi.
• Fisika Matematika: Menerapkan metode matematis yang ketat untuk memecahkan masalah dalam fisika.
• Mekanika: Studi tentang gerak tubuh dalam kerangka referensi.
• Fisika Meteorologi / Cuaca: Fisika cuaca.
• Optik / Fisika Ringan: Studi tentang sifat fisik cahaya.
• Mekanika Statistik: Studi tentang sistem besar dengan memperluas pengetahuan tentang sistem yang lebih kecil secara statistik.
• Termodinamika: Fisika panas.

Fisika modern mencakup atom dan bagian komponennya, relativitas dan interaksi kecepatan tinggi, kosmologi dan eksplorasi ruang angkasa, dan fisika mesoskopik, potongan-potongan alam semesta yang jatuh dalam ukuran antara nanometer dan mikrometer. Beberapa bidang dalam fisika modern adalah:

• Astrofisika: Studi tentang sifat fisik benda di ruang angkasa. Saat ini, astrofisika sering digunakan secara bergantian dengan astronomi dan banyak astronom memiliki gelar fisika.
• Fisika Atom: Studi tentang atom, khususnya sifat elektron atom, berbeda dari fisika nuklir yang menganggap nukleus saja. Dalam praktiknya, kelompok riset biasanya mempelajari fisika atom, molekuler, dan optik.
• Biofisika: Studi fisika dalam sistem kehidupan di semua tingkatan, dari sel individu dan mikroba hingga hewan, tumbuhan, dan seluruh ekosistem. Biofisika tumpang tindih dengan biokimia, nanoteknologi, dan bio-engineering, seperti derivasi struktur DNA dari kristalografi sinar-X. Topik dapat mencakup bio-elektronik, kedokteran nano, biologi kuantum, biologi struktural, kinetika enzim, konduksi listrik dalam neuron, radiologi, dan mikroskop.
• Kekacauan: Studi tentang sistem dengan sensitivitas yang kuat terhadap kondisi awal, sehingga sedikit perubahan di awal dengan cepat menjadi perubahan besar dalam sistem. Teori chaos adalah elemen fisika kuantum dan berguna dalam mekanika selestial.
• Kosmologi: Studi tentang alam semesta secara keseluruhan, termasuk asal-usul dan evolusinya, termasuk Big Bang dan bagaimana alam semesta akan terus berubah.
• Fisika Kriofisika / Kriogenik / Suhu Rendah: Studi tentang sifat fisik dalam situasi suhu rendah, jauh di bawah titik beku air.
• Kristalografi: Studi tentang kristal dan struktur kristal.
• Fisika Energi Tinggi: Itu studi fisika dalam sistem energi yang sangat tinggi, umumnya dalam fisika partikel.
• Fisika Tekanan Tinggi: Studi fisika dalam sistem tekanan sangat tinggi, umumnya terkait dengan dinamika fluida.
• Fisika Laser: Studi tentang sifat fisik laser.
• Fisika Molekuler: Studi tentang properti fisik molekul.
• Nanoteknologi: ilmu membangun sirkuit dan mesin dari molekul dan atom tunggal.
• Fisika nuklir: Studi tentang sifat fisik inti atom.
• Fisika Partikel: Studi tentang partikel fundamental dan kekuatan interaksi mereka.
• Fisika Plasma: Studi materi dalam fase plasma.
• Elektrodinamika Kuantum: Studi tentang bagaimana elektron dan foton berinteraksi pada tingkat mekanika kuantum.
• Mekanika Kuantum / Fisika Kuantum: Studi sains di mana nilai-nilai diskrit terkecil, atau kuanta, materi dan energi menjadi relevan.
• Optik Kuantum: Penerapan fisika kuantum untuk menerangi.
• Teori Bidang Kuantum: Penerapan fisika kuantum ke bidang, termasuk kekuatan fundamental alam semesta.
• Gravitasi Kuantum: Penerapan fisika kuantum untuk gravitasi dan penyatuan gravitasi dengan interaksi partikel fundamental lainnya.
• Relativitas: Studi tentang sistem yang menampilkan sifat-sifat Einstein teori relativitas, Yang umumnya melibatkan bergerak dengan kecepatan sangat dekat dengan kecepatan cahaya.
• Teori String / Teori Superstring: Studi teori bahwa semua partikel fundamental adalah getaran string energi satu dimensi, di alam semesta dimensi tinggi.

Sumber dan Bacaan Lebih Lanjut

• Simonyi, Karoly. "Sejarah Fisika Budaya." Trans. Kramer, David. Boca Raton: CRC Press, 2012.
• Phillips, Lee. "Teka-teki Fisika Klasik Yang Tidak Pernah Berakhir." Ars Technica, 4 Agustus 2014.
• Teixeira, Penjualan Penatua, Ileana Maria Greca, dan Olival Freire. "Sejarah dan Filsafat Ilmu dalam Pengajaran Fisika: Sebuah Sintesis Penelitian Intervensi Didaktik." Pendidikan sains 21.6 (2012): 771–96. Mencetak.