Grundlagen der Physik: Definitionen, Zweige und Geschichte

Was ist Physik?

Die Naturwissenschaft untersucht die Eigenschaften von Materie und Energie sowie deren messbare Attribute. Die Physik ist eine empirische Wissenschaft. Alles, was wir über die physische Welt wissen, basiert auf Prinzipien, die durch die Beobachtung von Naturerscheinungen gelernt wurden. Der ultimative Test für jede physikalische Theorie ist ihre Übereinstimmung mit Beobachtungen und Messungen. Physik ist somit die Wissenschaft vom Messen.

Definitionen und Begriffe

• Physisches Universum: Alles, was Raum einnimmt und mit den Sinnen wahrgenommen werden kann.
• Empirisch: Erkenntnisse, die ausschließlich auf Beobachtung und Erfahrung basieren.

Zweige der Physik

Klassische Physik

Die klassische Physik basiert auf den Prinzipien, die vor der Entdeckung der Quantenmechanik etabliert wurden:

• Mechanik: Studium der Bewegungen und Kräfte auf Körper (Kinematik und Dynamik).
• Optik: Betrachtet Licht als Welle, um Phänomene wie Beugung und Polarisation zu erklären.
• Elektromagnetismus: Untersuchung und Vereinigung elektrischer und magnetischer Phänomene.

Moderne Physik

Die moderne Physik untersucht Veränderungen in Atomen sowie die Teilchen und Kräfte, die die Materie regeln:

• Kernphysik: Studium der Eigenschaften und des Verhaltens von Atomkernen.
• Atomphysik: Studium der Eigenschaften und des Verhaltens von Atomen (Elektronen und Atomkerne).

Physikalische Größen

Attribute eines Objekts können als numerische Werte ausgedrückt werden, die mit einer physikalischen Einheit verbunden sind.

Wissenschaftliche Beiträge zur Physik

• Thales von Milet: Betrachtete Wasser als grundlegende Substanz.
• Demokrit: Postulierte, dass Atome unteilbar sind und sich durch Form, Größe und Ordnung unterscheiden.
• Archimedes: Erfand Methoden zur Volumenbestimmung unregelmäßiger Objekte und formulierte das Hebelgesetz.
• Kopernikus: Entwickelte ein neues Modell des Sonnensystems.
• Galileo Galilei: Verbesserte das Teleskop, formulierte erste Bewegungsgesetze und unterstützte das kopernikanische Weltbild.
• Newton: Beschrieb das universelle Gravitationsgesetz und legte die Grundlagen der klassischen Mechanik.
• Franklin: Erforschte elektrische Phänomene.
• Alessandro Volta: Entwickelte 1800 die erste elektrische Batterie.
• Martín Rez: Erforschte die Hochenergie-Astrophysik und die Entstehung der Struktur des Universums.

Grundlegende Einheiten

In der Physik gibt es fundamentale Größen, die durch spezifische Symbole und Einheiten definiert sind.