Die Grundlagen der Physik im wissenschaftlichen Studium
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Die Physik ist eine systematische Untersuchung der natürlichen Welt, insbesondere der Wechselwirkung zwischen Materie und Energie. Es ist eine Disziplin, die versucht, die Realität durch eine präzise Anwendung der Beobachtung in Verbindung mit Logik und Vernunft zu quantifizieren.
Um von einer solchen Disziplin Gebrauch zu machen, müssen Sie zunächst bestimmte Grundlagen verstehen. Nur wenn Sie die Grundlagen der Physik erlernen, können Sie darauf aufbauen und tiefer in dieses Gebiet der Wissenschaft eintauchen. Egal, ob Sie eine Karriere in der Physik anstreben oder sich nur für deren Ergebnisse interessieren, es ist auf jeden Fall faszinierend, etwas darüber zu lernen.
Was ist Physik??
Um mit dem Studium der Physik zu beginnen, müssen Sie zunächst verstehen, was Physik eigentlich bedeutet. Zu verstehen, was in den Bereich der Physik fällt und was nicht, hilft dabei, das Fach zu fokussieren, damit Sie sinnvolle physikalische Fragen formulieren können.
Hinter jeder Frage in der Physik stehen vier sehr wichtige Begriffe, die Sie verstehen möchten: Hypothese, Modell, Theorie und Gesetz.
Die Physik kann entweder experimentell oder theoretisch sein. In der experimentellen Physik gehen Physiker mit Techniken wie der wissenschaftlichen Methode auf ein wissenschaftliches Problem ein, um eine Hypothese zu beweisen. Theoretische Physik ist oft konzeptioneller, da sich Physiker auf die Entwicklung wissenschaftlicher Gesetze konzentrieren, beispielsweise auf die Theorie der Quantenmechanik.
Diese beiden Formen der Physik sind miteinander verwandt und mit anderen Formen des wissenschaftlichen Studiums verbunden. In der Experimentalphysik werden häufig die Hypothesen der theoretischen Physik auf den Prüfstand gestellt. Die Physiker selbst können sich auf eine Vielzahl von Gebieten spezialisieren, von Astronomie und Astrophysik bis hin zu mathematischer Physik und Nanotechnologie. Die Physik spielt auch in anderen Bereichen der Wissenschaft wie Chemie und Biologie eine Rolle.
Die Grundgesetze der Physik
Das Ziel der Physik ist es, präzise Modelle der physischen Realität zu entwickeln. Das beste Szenario besteht darin, eine Reihe grundlegender Regeln zu entwickeln, um die Funktionsweise dieser Modelle zu beschreiben. Diese Regeln werden häufig "Gesetze" genannt, nachdem sie über viele Jahre hinweg erfolgreich angewendet wurden.
Die Physik ist kompliziert, beruht jedoch grundsätzlich auf einer Reihe anerkannter Naturgesetze. Einige sind historische und bahnbrechende Entdeckungen in der Wissenschaft. Dazu gehören das Gravitationsgesetz von Sir Isaac Newton sowie seine drei Bewegungsgesetze. In diese Kategorie fallen auch Albert Einsteins Relativitätstheorie und die Gesetze der Thermodynamik.
Die moderne Physik baut auf diesen monumentalen Wahrheiten auf, um Dinge wie die Quantenphysik zu untersuchen, die das unsichtbare Universum erforschen. In ähnlicher Weise versucht die Teilchenphysik, die kleinsten Teile der Materie im Universum zu verstehen. Auf diesem Gebiet treten seltsame Wörter wie Quarks, Bosonen, Hadronen und Leptonen in den wissenschaftlichen Dialog ein, der heute Schlagzeilen macht.
Die Werkzeuge der Physik
Die Werkzeuge, die Physiker verwenden, reichen von physikalisch bis abstrakt. Dazu gehören Waagen und Laserstrahlemitter sowie die Mathematik. Das Verständnis dieses breiten Spektrums an Werkzeugen und der Methoden zu ihrer Anwendung ist entscheidend, um den Prozess zu verstehen, den Physiker durchlaufen, um die physikalische Welt zu studieren.
Zu den physikalischen Werkzeugen gehören Supraleiter und Synchrotrons, mit denen intensive Magnetfelder erzeugt werden. Diese können in Studien wie dem Large Hadron Collider oder praktisch bei der Entwicklung von Magnetschwebebahnen eingesetzt werden.
Mathematik steht im Zentrum der Physik und ist in allen Bereichen der Wissenschaft von entscheidender Bedeutung. Wenn Sie beginnen, die Physik zu erforschen, werden Grundlagen wie die Verwendung signifikanter Zahlen und das Überschreiten der Grundlagen des metrischen Systems wichtig sein. Mathematik und Physik gehen ebenfalls viel tiefer und Konzepte wie die Vektormathematik und die mathematischen Eigenschaften von Wellen sind für die Arbeit vieler Physiker von entscheidender Bedeutung.
Die berühmten Physiker der Geschichte
Physik existiert nicht im luftleeren Raum (obwohl manche Physik im luftleeren Raum praktiziert wird). Die Kräfte der Geschichte haben die Entwicklung der Physik wie kein anderes Gebiet der Geschichte geprägt. Oft ist es nützlich, die historischen Perspektiven zu verstehen, die zu unserem gegenwärtigen Verständnis geführt haben. Das schließt die vielen falschen Pfade ein, die auf dem Weg ins Stocken geraten sind.
Es ist auch nützlich und faszinierend, etwas über das Leben der berühmten Physiker der Vergangenheit zu lernen. Die alten Griechen zum Beispiel verbanden Philosophie mit dem Studium der Naturgesetze und sind besonders für ihr Interesse an der Astronomie bekannt.
Im 16. und 17. Jahrhundert studierte, beobachtete und experimentierte Galileo Galilei weiter mit den Naturgesetzen. Obwohl er in seiner Zeit verfolgt wurde, gilt er heute als "Vater der Wissenschaft" (geprägt von Einstein) sowie der modernen Physik, Astronomie und Beobachtungswissenschaft.
Galileo inspirierte und wurde von berühmten Wissenschaftlern wie Sir Isaac Newton, Albert Einstein, Niels Bohr, Richard P. Feynman und Stephen Hawking gefolgt. Dies sind nur einige der Namen der Physikgeschichte, die unser Verständnis der Funktionsweise unserer Welt geprägt haben. Ihre Fähigkeiten, akzeptierte Theorien in Frage zu stellen und neue Sichtweisen auf das Universum zu entwickeln, haben Physiker inspiriert, die weiterhin wissenschaftliche Durchbrüche erzielen.
