Fisika

Astronut dan bumi merasakan kaidah jatuh merdeka belakang suatu peristiwa gaya gravitasi

Termodinamika Mesin

Fisika (bahasa Yunani: φυσικός (fysikós), "alamiah", dan φύσις (fýsis), "alam") yaitu sains atau ilmu perihal dunia dalam makna yang terluas. Fisika menelaah gejala dunia yang tidak hidup atau materi dalam lingkup ruang dan waktu. Para fisikawan atau berbakat fisika menelaah perilaku dan sifat materi dalam bidang yang sangat beragam, mulai dari partikel submikroskopis yang membuat segala materi (fisika partikel) sampai perilaku materi dunia semesta sebagai satu kesatuan kosmos.

Beberapa sifat yang dipelajari dalam fisika adalah sifat yang hadir dalam semua sistem materi yang hadir, seperti hukum kekekalan energi. Sifat semacam ini kerap disebut sebagai hukum fisika. Fisika kerap disebut sebagai "ilmu paling mendasar", karena tiap ilmu dunia lainnya (biologi, kimia, geologi, dan lain-lain) menelaah macam sistem materi tertentu yang mematuhi hukum fisika. Misalnya, kimia yaitu ilmu perihal molekul dan zat kimia yang dibuatnya. Sifat suatu zat kimia ditentukan oleh sifat molekul yang membuatnya, yang dapat dijelaskan oleh ilmu fisika seperti mekanika kuantum, termodinamika, dan elektromagnetika.

Fisika juga berkaitan ketat dengan matematika. Teori fisika jumlah dijelaskan dalam notasi matematis, dan matematika yang dipergunakan kebanyakan bertambah berbelit-belit daripada matematika yang dipergunakan dalam bidang sains lainnya. Perbedaan selang fisika dan matematika adalah: fisika berkaitan dengan pemerian dunia material, sedangkan matematika berkaitan dengan pola-pola tidak berbentuk yang tak selalu bertalian dengan dunia material. Namun, perbedaan ini tidak selalu tampak jelas. Hadir wilayah lapang penelitan yang beririsan selang fisika dan matematika, yakni fisika matematis, yang memperkembangkan struktur matematis untuk teori-teori fisika.

Sekilas perihal riset Fisika

Fisika teoretis dan eksperimental

Aturan sejak dahulu kala istiadat riset fisika lain dengan ilmu lainnya karena hadirnya pemisahan teori dan eksperimen. Sejak masa zaman kedua puluh, kebanyakan fisikawan perseorangan mengkhususkan diri meneliti dalam fisika teoretis atau fisika eksperimental saja, dan pada masa zaman kedua puluh, seberapa saja yang sukses dalam kedua bidang tersebut. Sebaliknya, hampir semua teoris dalam biologi dan kimia juga adalah eksperimentalis yang sukses.

Gampangnya, teoris berupaya memperkembangkan teori yang dapat menerangkan hasil eksperimen yang telah dicoba dan dapat memperkirakan hasil eksperimen yang hendak masuk. Selagi itu, eksperimentalis menertibkan dan mengerjakan eksperimen untuk menguji perhitungan teoretis. Meskipun teori dan eksperimen dikembangkan dengan agenda terpisah, mereka bergantian bergantung. Kemajuan dalam fisika kebanyakan muncul ketika eksperimentalis membikin penemuan yang tak dapat dijelaskan dari teori yang hadir, sehingga mengharuskan dirumuskannya teori-teori baru. Tanpa eksperimen, riset teoretis kerap berjalan ke arah yang salah; salah satu misalnya yaitu teori-M, teori terkenal dalam fisika energi-tinggi, karena eksperimen untuk mengujinya belum sudah menjalani disusun.

Teori fisika utama

Meskipun fisika membahas beraneka ragam sistem, hadir beberapa teori yang dipergunakan dengan agenda semuanya dalam fisika, bukan di satu bidang saja. Tiap teori ini diyakini berlaku hadirnya, dalam wilayah kesahihan tertentu. Contohnya, teori mekanika klasik dapat menerangkan kebangkitan benda dengan tepat, asalkan benda ini bertambah luhur daripada atom dan melakukan usaha dengan kecepatan jauh bertambah lambat daripada kecepatan cahaya.

Teori-teori ini masih terus diteliti; misalnya, bidang mengagumkan dari mekanika klasik yang dikenal sebagai teori chaos ditemukan pada masa zaman kedua puluh, tiga masa zaman setelah dirumuskan oleh Isaac Newton. Namun, hanya seberapa fisikawan yang menganggap teori-teori landasan ini menyimpang. Oleh karena itu, teori-teori tersebut dipergunakan sebagai landasan riset mengarah topik yang bertambah khusus, dan semua pelaku fisika, apa pun spesialisasinya, diinginkan mengerti teori-teori tersebut.

Bidang utama dalam fisika

Riset dalam fisika dibagi beberapa bidang yang menelaah bidang yang lain dari dunia materi. Fisika benda kondensi, diperkirakan sebagai bidang fisika terbesar, menelaah properti benda luhur, seperti benda padat dan air yang kita temui tiap hari, yang berasal dari properti dan interaksi mutual dari atom.

Bidang Fisika atomik, molekul, dan optik berhadapan dengan individual atom dan molekul, dan agenda mereka menyerap dan mengeluarkan cahaya. Bidang Fisika partikel, juga dikenal sebagai "Fisika energi-tinggi", menelaah properti partikel super kecil yang jauh bertambah kecil dari atom, termasuk partikel landasan yang membuat benda lainnya.

Terakhir, bidang Astrofisika menerapkan hukum fisika untuk menerangkan fenomena astronomi, berkisar dari matahari dan objek lainnya dalam tata surya ke jagad raya dengan agenda semuanya.

Bidang yang bertalian

Hadir jumlah area riset yang mencampur fisika dengan bidang lainnya. Contohnya, bidang biofisika yang mengkhususkan ke peranan prinsip fisika dalam sistem biologi, dan bidang kimia kuantum yang menelaah bagaimana teori kuantum mekanik memberi pengembangan terhadap sifat kimia dari atom dan molekul. Beberapa didata di bawah:

Akustik - Astronomi - Biofisika - Fisika perhitungan - Elektronik - Teknik - Geofisika - Ilmu material - Fisika matematika - Fisika medis - Kimia Fisika - Dinamika kendaraan - Fisika Edukasi

Teori palsu

Fusi dingin - Teori gravitasi dinamik - Luminiferous aether - Energi orgone - Teori wujud tetap

Sejarah

Artikel utama: Sejarah fisika. Lihat juga Fisikawan terkenal dan Penghargaan Nobel dalam Fisika.

Sejak zaman purbakala, orang telah mencoba untuk mengerti sifat dari benda: mengapa objek yang tidak digalang jatuh ke tanah, mengapa material yang lain memiliki properti yang lain, dan selanjutnya. Lainnya yaitu sifat dari jagad raya, seperti wujud Bumi dan sifat dari objek celestial seperti Matahari dan Bulan.

Beberapa teori diusulkan dan jumlah yang salah. Teori tersebut jumlah tergantung dari sebutan filosofi, dan tidak sudah menjalani ditetapkan oleh eksperimen sistematik seperti yang terkenal sekarang ini. Hadir pengecualian dan anakronisme: misalnya, pemikir Yunani Archimedes mengurangi jumlah deskripsi kuantitatif yang berlaku dari mekanik dan hidrostatik.

Pada awal masa zaman 17, Galileo buka penggunaan eksperimen untuk memastikan kebenaran teori fisika, yang adalah kunci dari metode sains. Galileo memformulasikan dan sukses mengetes beberapa hasil dari dinamika mekanik, terutama Hukum Inert.

Pada 1687, Isaac Newton menerbitkan Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica ("prinsip matematika dari filsafat alam", dikenal sebagai Principia), memberikan pernyataan yang jelas dan teori fisika yang sukses.

Hukum gerak Newton, yang adalah sumber mekanika klasik; dan Hukum Gravitasi Newton, yang menerangkan gaya landasan gravitasi. Kedua teori ini sesuai dalam eksperimen. Principia juga berisi beberapa teori dinamika fluida.

Mekanika klasik dikembangkan besar-besaran oleh Joseph-Louis de Lagrange, William Rowan Hamilton, dan lainnya, yang membikin formula, prinsip, dan hasil baru. Hukum Gravitasi memulai bidang astrofisika, yang menggambarkan fenomena astronomi menggunakan teori fisika.

Dari sejak masa zaman 18 dan selanjutnya, termodinamika dikembangkan oleh Robert Boyle, Thomas Young, dan jumlah lainnya. Pada 1733, Daniel Bernoulli menggunakan gagasan statistika dalam mekanika klasik untuk mengurangi hasil termodinamika, memulai bidang mekanika statistik.

Pada 1798, Benjamin Thompson mempertunjukkan konversi kerja mekanika ke dalam panas, dan pada 1847 James Joule menerangkan hukum konservasi energi, dalam wujud panasa juga dalam energi mekanika.

Sifat listrik dan magnetisme dipelajari oleh Michael Faraday, George Simon Ohm, dan lainnya. Pada 1855, James Clerk Maxwell menyatukan kedua fenomena sebagai satu teori elektromagnetisme, dijelaskan oleh persamaan Maxwell. Perhitungan dari teori ini yaitu cahaya yaitu gelombang elektromagnetik.

Arah masa depan

Riset fisika merasakan kemajuan konstan dalam jumlah bidang, dan masih hendak tetap begitu jauh di masa depan.

Dalam fisika benda kondensi, masalah teoritis tak terpecahkan terbesar yaitu pernyataan superkonduktivitas suhu-tinggi. Jumlah usaha dilakukan untuk membikin spintronik dan komputer kuantum melakukan pekerjaan.

Dalam fisika partikel, potongan pertama dari bukti eksperimen untuk fisika di luar Model Standar telah mulai membikin. Yang paling terkenal yaitu penunjukan bahwa neutrino memiliki massa bukan-nol. Hasil eksperimen ini nampaknya telah menuntaskan masalah solar neutrino yang telah berdiri-lama dalam fisika matahari.

Fisika neutrino luhur adalah area riset eksperimen dan teori yang giat. Dalam beberapa tahun ke depan, pemercepat partikel hendak mulai meneliti skala energi dalam jangkauan TeV, yang di mana para eksperimentalis rindu untuk menemukan bukti untuk Higgs boson dan partikel supersimetri.

Para teori juga mencoba untuk menyatukan mekanika kuantum dan relativitas umum sebagai satu teori gravitasi kuantum, sebuah rencana yang telah berjalan selama setengah masa zaman, dan masih belum membikin buah. Kandidat atas berikutnya yaitu Teori-M, teori superstring, dan gravitasi kuantum loop.

Jumlah fenomena astronomikal dan kosmologikal belum dijelaskan dengan agenda memuaskan, termasuk keberadaan sinar kosmik energi ultra-tinggi, asimetri baryon, pemercepatan dunia semesta dan percepatan putaran anomali galaksi.

Meskipun jumlah kemajuan telah dibuat dalam energi-tinggi, kuantum, dan fisika astronomikal, jumlah fenomena sehari-hari lainnya, menyangkut sistem kompleks, chaos, atau turbulens masih dipahami seberapa saja. Masalah berbelit-belit yang sepertinya dapat dipecahkan oleh aplikasi pintar dari dinamika dan mekanika, seperti pembentukan tumpukan pasir, "node" dalam air "trickling", teori katastrof, atau pengurutan-sendiri dalam koleksi heterogen yang bergetar masih tak terpecahkan.

Fenomena berbelit-belit ini telah memberi sambutan perhatian yang semakin jumlah sejak 1970-an untuk beberapa pendapat, tidak lain dikarenakan kurangnya metode matematika modern dan komputer yang dapat menghitung sistem kompleks untuk dapat dimodelkan dengan agenda baru. Hubungan antar disiplin dari fisika kompleks juga telah meningkat, seperti dalam latihan turbulens dalam aerodinamika atau riset pola pembentukan dalam sistem biologi. Pada 1932, Horrace Lamb meramalkan:

“

Aku sudah tua sekarang, dan ketika aku wafat dan pergi ke surga hadir dua hal yang aku harap dapat diterangkan. Satu yaitu elektrodinamika kuantum, dan satu pulang yaitu gerak-gerak yang dibuat turbulens dari fluida. Dan aku bertambah optimis terhadap yang pertama.

”

Lihat pula

• Cahaya
• Elektron
• Mekanika kuantum
• Galvanometer
• Daftar Fisikawan Terkenal

Pranala luar