Benutzer:Wolfgangbeyer/Physik

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Unverändert: Die Physik (griech.: physikos natürlich, von physis Natur) ist die Wissenschaft der unbelebten Materie, ihrer Eigenschaften und ihrem Verhalten in Raum und Zeit sowie der Dynamik von Raum und Zeit selbst. Sie gilt als die grundlegende Naturwissenschaft, auf der andere Naturwissenschaften wie die Astronomie, die Chemie und letztlich auch die Biologie aufbauen. Physikalische Prinzipien und Modelle finden ihre Anwendung in den Ingenieurwissenschaften, ihre Rechenmodelle finden ihre Anwendung auch in den quantitativen Wirtschaftswissenschaften.

Unverändert: Primäre Aufgabe der Physik ist es, das Verhalten physikalischer Systeme quantitativ mittels naturwissenschaftlicher Modelle, so genannter Theorien, zu beschreiben und damit vorhersagbar zu machen. Dazu verwendet die Physik die Sprache der Mathematik. Wie in jeder anderen Naturwissenschaft auch muss sich jede Theorie am Experiment messen lassen: Physikalische Experimente sind das fundamentale Maß dafür, welche Theorien die Wirklichkeit angemessen beschreiben.

%Das Theoriengebäude der Physik ruht auf zwei Säulen, der Relativitätstheorie und der Quantenphysik. Die Relativitätstheorie führt ein völlig neues Verständnis der Phänomene Raum und Zeit ein. Die Quantenphysik beschreibt die Naturgesetze im atomaren und subatomaren Bereich und bricht noch radikaler mit klassischen Vorstellungen als die Relativitätstheorie. Beide Theorien enthalten ihren Vorgänger, die newtonsche Physik, über das so genannten Korrespondenzprinzip als Grenzfall und haben daher einen größeren Gültigkeitsbereich.

Einteilung nach Sachgebiet

%Nicht alle der im folgenden aufgeführten Sachgebiete lassen sich eindeutig einem größeren Themenbereich zuordnen. So sind beispielsweise viele Phänomene der Thermodynamik nur auf der Basis der Quantenphysik beschreibbar.

• Die Klassische Mechanik von Isaac Newton war die erste geschlossene physikalische Theorie überhaupt. Sie beschreibt die Bewegung von Körpern unter der Einwirkung von Kräften, einschließlich solcher Kräfte, die zwischen den Körpern wirken (Wechselwirkungskräfte).
  • Die Kontinuumsmechanik ist die Verallgemeinerung der klassischen Mechanik auf kontinuierliche Medien.
  • Die Strömungsphysik behandelt die Bewegung von Fluiden, d.h. nicht fester Substanzen. Untergebiete sind die Hydromechanik (Mechanik der Flüssigkeiten) unterteilt in Hydrostatik und Hydrodynamik und die Aerodynamik (Dynamik von Gasen).
  • Die Akustik behandelt die Eigenschaften von Schallwellen.
  • Die Thermodynamik, auch statistische Mechanik behandelt alle Vorgänge, bei denen Wärme und Temperatur eine Rolle spielen.

• %Die Relativitätstheorie befasst sich mit der Struktur von Raum und Zeit sowie mit dem Wesen der Gravitation.
  • %Die spezielle Relativitätstheorie beschreibt das Verhalten von Raum, Zeit und Massen aus der Sicht von Beobachtern, die sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegen.
  • %Die allgemeine Relativitätstheorie baut auf der speziellen auf und ist für beliebig beschleunigte Systeme gültig. Sie führt das Phänomen der Gravitation auf eine Krümmung von Raum und Zeit zurück.

• %Die Quantenphysik ist eine fundamentale Theorie zur Beschreibung der Phänomene im Mikrokosmos, und während sie experimentell immer wieder hervorragend bestätigt wird und die gesamte moderne Technologie auf ihr basiert, wird bis heute über ihre korrekte Interpretation gestritten.
  • %Die Quantenmechanik im engeren Sinne beschreibt die nichtrelativistischen Phänomene der Quantenphysik, bei denen sich die Zahl der beteiligten Teilchen nicht ändert.
  • %Die Elementarteilchenphysik, auch Hochenergiephysik, ist die Lehre von den elementarsten Grundbausteinen unserer Materie und ihrem Verhalten.
  • %Die Kernphysik studiert alle mit dem Atomkern zusammenhängenden Phänomene, die Kernstruktur und Kernreaktionen.
  • Aufgabe der Atomphysik ist es, die Eigenschaften der Atome, insbesondere ihre Spektren zu erklären. Sie beschränkt sich dabei in der Regel auf einen Energiebereich, in dem der Atomkern als strukturlos angesehen werden kann.
  • Die Molekularphysik beschreibt das Zusammenwirken verschiedener Atome. Sie steht am Übergang zur Chemie und geht in die Physikalische Chemie über.
  • %Die Quantenfeldtheorie ist die quantenmechanische Beschreibung von Feldern. Das Standardmodell ist eine Quantenfeldtheorie, die alle bekannten Teilchen und Kräfte bis auf die Gravitation einheitlich beschreibt.
  • %Die Stringtheorie ist ein Versuch, die vier Grundkräfte der Physik mit einer gemeinsamen Theorie zu beschreiben und dadurch insbesondere die allgemeine Relativitätstheorie mit der Quantenphysik zu vereinen.
  • %Die Plasmaphysik untersucht die Eigenschaften von Plasmen, d. h. hochgradig ionisierten Materiezuständen.
  • Die Tieftemperaturphysik untersucht das Verhalten der Materie bei sehr tiefen Temperaturen. Experimente in vielen Bereichen der Physik beruhen auf ihren Ergebnissen.

• Die Elektrodynamik beschreibt elektrische und magnetische Phänomene.
  • Die Optik behandelt die Eigenschaften des Lichtes und seiner Beeinflussung durch Materie.
  • Die Laserphysik ist ein Teilgebiet der Optik. Ihre Aufgabe ist die Entwicklung und wissenschaftliche Untersuchung der verschiedenen Laser-Typen.

• Die Festkörperphysik beschreibt das Verhalten solider Körper, beispielsweise ihre elektrischen Leitfähigkeiten oder ihr Volumenverhalten unter Temperatureinfluss.
  • Die Oberflächenphysik des Festkörpers beschreibt die besonderen physikalischen Phänomene an Festkörperoberflächen.

• Die angewandte Physik wendet physikalische Erkenntnisse zur Entwicklung neuer technologischer Verfahren an.
  • Die Reaktorphysik beschäftigt sich mit den Abläufen in Kernreaktoren.
  • Die Beschleunigerphysik beschaftigt sich mit der wissenschaftlichen Entwicklung von Teilchenbeschleunigern, mit der Teilchen extrem hohe Energien zugeführt werden können.

• Übergangsbereiche zu anderen Naturwissenschaftlichen Gebieten
  • %Die Astrophysik wendet physikalische Methoden auf das Studium astronomischer Phänomene an.
  • Die Physikalische Chemie liegt an der Schnittstelle von Physik und Chemie und befasst sich insbesondere damit, in der Chemie bekannte Eigenschaften komplexer Moleküle physikalisch zu erklären.
  • In der Biophysik werden die physikalischen Gesetzmässigkeiten, denen Lebewesen und ihre Wechselwirkung mit der Natur unterliegen, untersucht.
  • Die Geophysik nutzt physikalische Modelle zur Erklärung geologischer Strukturen und Vorgänge.
  • Quantenelektronik ist ein relativ junges Forschungsgebiet und wendet die Ergebnisse der Quantentheorie auf die Entwicklung elektronischer Schaltkreise an.

Einteilung nach Methodik

Nach der Methodik der Erkenntnisgewinnung lassen sich grob die folgenden Kategorisierungen der Physik unterscheiden, die allerdings untereinander in steter Wechselwirkung stehen:

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

• Die theoretische Physik bemüht sich, 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. Sie leitet weiterhin aus bereits bekannten Modellen empirisch überprüfbare Voraussagen ab.

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

usw.

Oder hier die in der Diskussion schon erwähnte noch etwas radikalere Version mit der Verteilung von "Elektrodynamik" und "Festkörperphysik" auf "Newtonsche Physik", "RT" und "QT" zu begutachten unter Benutzer:Wolfgangbeyer/Physik2. Gefällt mir eigentlich am besten.