Physik

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von griechisch: physikí - die Natur betreffend
Englisch: physics

1. Definition [bearbeiten]

Die Physik ist ein Teil der Naturwissenschaften und beschäftigt sich mit den Zuständen, Vorgängen und Erscheinungen (Phänomenen), bei denen die daran beteiligten Körper (mit Ausnahme von Grenzgebieten wie z.B. beim radioaktiven Zerfall) keine stoffliche Veränderung erfahren.

2. Einteilung [bearbeiten]

Man kann das Wissensgebiet Physik nach zwei Gesichtspunkten einteilen:

2.1. Einteilung nach Sachgebieten [bearbeiten]

2.1.1. Klassische Mechanik [bearbeiten]

Die klassische Mechanik beschreibt die Bewegung von Körpern unter der Einwirkung von Kräften (Wechselwirkungen). Ihre Teilgebiete sind im Folgenden aufgeführt:

• Die Kontinuumsmechanik ist die Verallgemeinerung der klassischen Mechanik auf kontinuierliche Medien
• Die Strömungsphysik behandelt die Bewegung von Fluiden, mit den Untergebieten
• Die Hydromechanik beschäftigt sich mit der Mechanik von Flüssigkeiten, unterteilt in Hydrostatik und Hydrodynamik.
• Die Aerodynamik behandelt die Dynamik von Gasen.

2.1.2. Wärmelehre (Thermodynamik) [bearbeiten]

Die Thermodynamik behandelt alle Vorgänge, bei denen Wärme und Temperatur eine Rolle spielen.

2.1.3. Elektrodynamik [bearbeiten]

Die Elektrodynamik beschreibt elektrische und magnetische Phänomene.

2.1.4. Wellenlehre (Optik, Akustik) [bearbeiten]

Die Optik behandelt die Eigenschaften des Lichtes und seiner Beeinflussung durch Materie, die Akustik die Eigenschaften von Schallwellen.

2.1.5. Aufbau der Materie [bearbeiten]

Beispiele für Teilgebiete sind:

• Die Elementarteilchenphysik ist die Lehre von den elementarsten Grundbausteine der Materie und ihren Verhalten.
• Die Kernphysik studiert alle mit dem Atomkern zusammenhängendn Phänomenen, die Kernstruktur und Kernreaktionen.
• Die Molekularphysik beschreibt das Zusammenwirken verschiedener Atome. Sie stellt einen Übergang zur Chemie dar und geht in die physikalische Chemie über.

Zur Beschreibung von Phänomenen im Mikrokosmos, wo die klassische Mechanik an ihre Grenzen gelangt, beginnt das Gebiet der Quantenphysik. Beispiele für Teilgebiete sind:

• Die Quantenmechanik im engeren Sinn beschreibt die nichtrelativistischen Phänomene der Quantenphysik
• Die Quantenfeldtheorie ist eine quantenmechanische Beschreibung von Feldern.
• Das Standardmodell ist eine Quantenfeldtheorie, die alle bekannten Teilchen und die Grundkräfte bis auf die Gravitation einheitlich beschreibt.
• Die Stringtheorie ist ein Versuch, alle 4 Grundkräfte der Physik mit einer gemeinsamen Theorie zu beschreiben und dadurch insbesondere die allgemeine Relativitätstheorie mit der Quantenphysik zu vereinen.

2.2. Einteilung nach der Methodik [bearbeiten]

Nach der Methodik der Erkenntnisgewinnung läßt sich die Physik in folgende Felder einteilen, die aber untereinander in steter Wechselwirkung stehen:

2.2.1. Experimentalphysik [bearbeiten]

Die Experimentalphysik versucht einerseits, durch Experimente Gesetzmäßigkeiten in der Natur aufzuzeigen und mittel empirischer Modelle zu beschreiben, und überprüft andererseits die von der theoretischen Physik gemachten Voraussagen.

2.2.2. Theoretische Physik [bearbeiten]

Die theoretische Physik versucht die empirischen Modelle der Experimentalphysik mathematisch auf bekannte Grundlagentheorien zurückzuführen oder, falls dies nicht möglich ist, durch eine möglichst kleine Anzahl von Grundannahmen (Axiomen) zu beschreiben.

2.2.3. Mathematische Physik [bearbeiten]

Die mathematische Physik betrachtet physikalische Modelle aus mathematischer Sicht, verallgemeinert sie und studiert ihre Eigenschaften in von der konkreten Anwendung abstrahierten Form.