Fysikk (fra gresk, ÏÏ ÏÎčÎșÏÏ (physikos), «naturlig», og ÏÏÏÎčÏ (physis), «natur») er vitenskapen om naturen, universets elementĂŠre byggestener og de fundamentale kreftene som virker mellom dem. I tillegg til de fundamentale kreftene finnes det symmetri- og bevaringslover for energi, bevegelsesmengde, ladning og paritet. Fysikere studerer et vidt spekter av fysiske fenomener over hele lengdeskalaen; fra de subatomĂŠre partiklene all vanlig (baryonsk) masse er bygget opp av (partikkelfysikk) til hvordan det materielle universet som helhet oppfĂžrer seg (kosmologi). I denne forskningen benytter fysikerne seg av den vitenskapelige metode.
Da fysikk er studiet av de grunnleggende bestanddelene i naturen, anvendes oppdagelser i faget i alle de andre delene av naturvitenskapen. Noen av fenomenene som studeres i fysikken, som bevaring av energi, er felles for alle massesystemer. Disse kalles ofte fysikkens lover. Andre fenomener, som superledning, utledes fra disse lovene, men er ikke lover selv, fordi de bare gjelder i enkelte systemer. Fysikk kan sies Ă„ legge grunnlaget for store deler av andre vitenskaper, som biologi, kjemi og geologi, fordi disse behandler definerte massesystemer som er underlagt fysikkens lover. For eksempel er kjemi vitenskapen om molekyler og kjemikaliene de utgjĂžr. Egenskapene til et kjemisk stoff avgjĂžres av egenskapene til de underliggende molekylene, som kan beskrives med fysiske teorier om kvantemekanikk, termodynamikk og elektromagnetisme.
Fysikk har tette bÄnd til matematikk, som bidrar med et logisk rammeverk. Dermed kan fysiske lover formuleres presist og elegant, og forutsigelser kan kvantifiseres. Fysiske teorier uttrykkes nesten alltid med matematiske relasjoner. Forskjellen mellom de to fagene er at mens fysikk er opptatt av Ä beskrive og forstÄ den materielle verden, er matematikk studiet av abstrakte, logiske sammenhenger og trenger ikke ha noen praktisk anvendelse.
Det er imidlertid ikke alltid like enkelt Ă„ skille mellom fagene. Matematisk fysikk ligger i skjĂŠringspunktet mellom fysikk og matematikk, og forsĂžker Ă„ utvikle det matematiske rammeverket for fysiske teorier.
Innhold |
rediger Oversikt over fysikken
rediger Sentrale teorier
Selv om fysikere behandler svĂŠrt forskjellige systemer, finnes det teorier som alle benytter seg av. Alle disse teoriene blir ansett som grunnleggende korrekte, innen gitte grenseverdier. For eksempel beskriver klassisk mekanikk korrekt bevegelsen av objekter, sĂ„ lenge de er mye stĂžrre enn atomer og beveger seg mye langsommere enn lyshastigheten. Disse teoriene er fortsatt under lupen til forskerne; blant annet ble et viktig felt av klassisk mekanikk, kaosteori, oppdaget i det 20. Ă„rhundre, tre hundre Ă„r etter Isaac Newtons (1642â1727) opprinnelige formulering av den klassiske mekanikken. Disse «sentrale teoriene» er viktige verktĂžy for forskning i mer avgrensede omrĂ„der av fysikken, og enhver fysiker forventes Ă„ kunne dem godt.
rediger Hoveddeler av fysikken
Dagens forskning innen fysikk kan deles inn i forskjellige underkategorier etter hva en studerer. Kondenserte mediers fysikk, anslagsvis det stÞrste enkeltomrÄdet i fysikken, handler om hvordan masseansamlinger, som de vanlige faste stoffer og vÊsker vi opplever i dagliglivet, fÄr sine egenskaper fra hvordan de er bygget opp av atomer og molekyler. Atom- og molekylfysikk, sammen med optikk, forklarer hvordan individuelle atomer og molekyler oppfÞrer seg, og spesielt hvordan de emitterer og absorberer lys. Partikkelfysikk, ogsÄ kjent som hÞy-energi-fysikk, er forstÄelsen av subatomiske partiklers egenskaper, inkludert elementÊrpartiklene som alle andre masseenheter satt sammen av. Astrofysikk anvender fysikkens lover for Ä forklare astronomiske fenomener, fra solen og andre objekter i solsystemet til universet som helhet.
Siden det 20. Ă„rhundre, har de forskjellige omrĂ„dene av fysikken blitt stadig mer spesialiserte, slik at det i dag ikke er uvanlig for fysikerer Ă„ jobbe innen et bestemt felt i hele karrieren. «Universalgenier» som Albert Einstein (1879â1955) og Lev Landau (1908â1968), som gjerne forsket pĂ„ mange ulike omrĂ„der av fysikken, er nĂ„ veldig sjeldne.
rediger Beslektede emner
Det finnes mye forskning som kombinerer fysikk med andre disipliner av vitenskapen. I det brede emnet biofysikk ser en pÄ hvordan fysiske prinsipper spiller inn i biologiske systemer, og i kvantekjemien studerer forskerne hvordan kvantemekanisk teori spiller inn pÄ atomer og molekylers kjemiske egenskaper. Andre emner som benytter seg av fysiske teorier er listet opp under.
Akustikk - Astronomi â Agrofysikk â Bilteknologi â Biofysikk â Elektronikk âFysikalsk kjemi - IngeniĂžrvitenskap - Geofysikk - Kjemisk fysikk - Kvantekjemi - Kvanteinformatikk â Materialteknikk - Matematisk fysikk â Medisinsk fysikk â Numerisk fysikk - Ăkonomisk fysikk
Den Internasjonale Fysikkolympiaden er en konkurranse for ungdom med interesse for faget.
rediger Teoretisk og eksperimentell fysikk
Fysikken skiller seg ut fra andre vitenskaper, fordi de fleste fysikere siden det 20. Ă„rhundre har spesialisert seg i enten teoretisk fysikk eller eksperimentell fysikk. Den store italienske fysikeren Enrico Fermi (1901â1954), som bĂ„de teoretisk og eksperimentelt bidro sterkt til utviklingen i kjernefysikk, er et viktig unntak. Til sammenligning har nesten alle fremgangsrike teoretikere i biologi og kjemi ogsĂ„ vĂŠrt labforskere. Imidlertid har kvantekjemi og numerisk kjemi i de siste tiĂ„rene utviklet seg til Ă„ bli autonome fagdisipliner i grenseomrĂ„det mellom teoretisk kjemi og teoretisk fysikk. Mange som forsker pĂ„ kvantekjemi eller atom- og molekylfysikk blir derfor sett pĂ„ som rene teoretikere.
Teoretikere forsÞker Ä utvikle teorier som kan beskrive og forklare eksisterende resultater fra eksperimenter (empiri), og forutsi framtidige utfall av samme og beslektede forsÞk, ved hjelp av matematiske modeller. Labforskere utvikler og gjennomfÞrer eksperimenter for Ä undersÞke nye fenomener og teste teoretiske modeller. Selv om teorier og eksperimenter utvikles relativt separat, er de sterkt avhengige av hverandre. Dersom resultater fra eksperimenter ikke kan forklares med eksisterende teoretisk kunnskap, fÞrer dette ofte til utvikling av nye teorier. PÄ den annen side kan nye teoretiske ideer fÞre til nye eksperimenter. En del av kritikken mot M-teorien, en populÊr teori i partikkelfysikk, er at det ikke finnes noen mÄter Ä teste den eksperimentelt.
rediger Perifere teorier
Astronomi âą Biologi âą Geovitenskap âą Kjemi âą Fysikk