Fizika je prirodoslovna znanost, koja uključuje proučavanje materije, njezina kretanja i ponašanja u prostoru i vremenu. Kao i srodni pojmovi kao što su energija i snaga. To je jedna od najtemeljnijih znanstvenih disciplina, čija je glavna svrha razumjeti kako svemir djeluje.
Fizika je najstarija akademska disciplina, a najstariji je pododjeljak astronomija. Posljednja dva tisućljeća bila je dio prirodne filozofije, ali tijekom znanstvena revolucija u 17. stoljeću prirodne znanosti postaju samostalni predmeti proučavanja. Fizika se također smatra temeljnom znanošću, budući da je predmet proučavanja svih grana prirodnih znanosti, kao što su kemija, astronomija, geologija, biologija i drugi.
Fizika i druge znanosti međusobno su povezane. Ona se siječe s mnogim interdisciplinarnim područjima istraživanja, kao što su biofizika i kvantna kemija. Nove ideje fizičara često objašnjavaju temeljne mehanizme drugih znanosti, otvarajući nova područja istraživanja u područjima kao što su matematika i filozofija.
Fizika daje primarni doprinos razvoju inovativnih tehnologija koje nastaju kao rezultat teoretskih otkrića. Zahvaljujući otkrićima znanstvenika pojavila se televizija, računalstvo i kućanski aparati, nuklearna energija. Napredak termodinamike doveo je do razvoja industrijalizacije, a napredak mehanike potaknuo je razvoj matematičke analize.
Fizika je konglomerat područja i disciplina koje proučavaju različite aspekte svemira: od zakona svemira, do atomskih stanja. Znanost je podijeljena na:
Svaka od globalnih sekcija ima odvojena područja istraživanja. Primjerice, primijenjena fizika uključuje 27 podsekcija: akustiku, agrofiziku, dinamiku, geofiziku, optiku, nanotehnologiju, kvantnu informatiku, fotoniku itd.
Ovaj smjer služi za proučavanje fizikalnih svojstava molekula, kemijskih veza između atoma, kao i molekularne dinamike. Najvažnije eksperimentalne metode su različite vrste spektroskopije, a koristi se i raspršenje. Disciplina je usko povezana s drugim granama znanosti. Na primjer, teorija polja je istovremeno povezana s molekularnom i atomskom fizikom, a utječe na teorijsku kemiju, fizičku kemiju i kemijsku fiziku.
Osim elektroničkih stanja ekscitacije atoma, molekule pokazuju rotacijski i vibracijski mod, razine energije koji su kvantizirani. Najmanja energetska razlika postoji između rotacijskih stanja: čisti rotacijski spektri su u području dalekog infracrvenog (valne duljine oko 30-150 μm) elektromagnetskog spektra. Vibracijski spektri su u blizini infracrvenog spektra (oko 1-5 mikrona), a spektri koji proizlaze iz elektroničkih prijelaza uglavnom su u vidljivim i ultraljubičastim područjima. Od mjerenja rotacijskih i vibracijskih spektralnih svojstava, može se točno izračunati svojstva molekula, kao što je udaljenost između jezgara.
Pokret, koji uzima u obzir mase, bavi se dinamikom podjele. A ako se kinematika ne uzme u obzir tijekom masovnih pokreta. Istovremeno, važno je u kojem se okruženju kretanje odvija (voda, zrak, kruto), na makro ili na molekularnoj razini.
Općenito, dinamika je dio klasične mehanike koja se odnosi na proučavanje sila i zakretnih momenta, njihov utjecaj na kretanje. Kinematika, naprotiv, proučava kretanje objekata bez upućivanja na njegove uzroke. Formulirani temeljni postulati Isaac Newton u svoja tri zakona gibanja.
Postoje dvije kategorije za proučavanje dinamike: linearne i rotacijske. Prvi se odnosi na objekte koji se kreću u ravnoj liniji i definira:
Dinamika rotacije odnosi se na objekte koji se kreću ili rotiraju duž zakrivljenih staza i uključuju takve vrijednosti kao:
Lako je odgovoriti na pitanje što fenomen proučava fizika. To su svi procesi koji se događaju oko nas, bilo na planeti Zemlji ili u dubokom svemiru. Općenito, dijele se na:
Fizika je najvažnija disciplina, bez čijeg razvoja nije moguće daljnji napredak čovječanstva. Pomaže otkriti sve nove tajne svemira, istražiti prostor, zaroniti u mikrokozmos elementarnih čestica, razviti tehnologije.
Istraživanja se stalno razvijaju na velikom broju frontova. U fizici kondenzirane materije, važan neriješeni teorijski problem je problem visokotemperaturne supravodljivosti. Mnogi pokusi s kondenziranim tvarima imaju za cilj stvaranje učinkovite spintronike i kvantna računala.
U fizici čestica, prvi eksperimentalni podaci pojavili su se prvi put izvan Standardnog modela. Prije svega, to znači da neutrini imaju ne-nultu masu. Čini se da ovi eksperimentalni rezultati rješavaju dugogodišnji problem solarnih neutrina, dok fizika masivnih neutrina ostaje područje aktivnih teorijskih i eksperimentalnih istraživanja. Large Hadron Collider već je pronašao Higgsov bozon, ali buduće studije imaju za cilj dokazati ili opovrgnuti supersimetriju, koja proširuje standardni model fizike čestica. U tijeku je istraživanje prirode misterija tamne tvari i tamne energije.