Popis osnovnih tema u fizici

Fizika je prirodna znanost koja proučava materiju i njeno gibanje kroz prostorvrijeme zajedno s usko povezanim idejama kao što su energija i sila. Šire, fizika je opća analiza prirode u svrhu razumijevanja kako svemir funkcionira.

Što je fizika?

Fizika je sve od navedenog:

Akademska disciplina - znanost koja se izučava na svim razinama obrazovnog sustava, te se istražuje na fakultetima i svečuilištima. Discipline definiraju i razlikuju znanstveni časopisi u kojima se izdaju rezultati istraživačkog rada, te društva, akademski odjeli i fakulteti kojima pripadaju stručnjaci tih disciplina.
Grana znanosti - široko priznato specijalizirano područje unutar znanosti koje koristi vlastitu terminologiju i nomenklaturu. Takvo područje obično sadrži jedan ili više znanstvenih časopisa gdje se objavljuju recenzirana istraživanja.
- Prirodna znanost - koja pokušava dokučiti pravila kojih se drži prirodni svijet koristeći empirijsku i znanstvenu metodu.
  - Fizikalna znanost - koja proučava nežive sustave.
  - Biološka znanost - koja proučava ulogu fizikalnih procesa u živim organizmima.

Grane fizike

Astronomija - proučava svemir, njegovo stvaranje i razvoj, te razvoj, fiziku, kemiju, meteorologiju i kretanje nebeskih tijela (kao što su galaksije, planeti i sl.) i pojave koje nastaju izvan Zemljine atmosfere (kao što je kozmičko pozadinsko zračenje).
- Astrodinamika - primjena balistike i nebeske mehanike na praktične probleme u gibanju raketa i drugih svemirskih letjelica.
- Astrometrija - grana astronomije koja izvodi precizna mjerenja položaja i kretanja zvijezda i drugih nebeskih tijela.
- Astrofizika - bavi se fizikalnim svojstvima nebeskih tijela
- Nebeska mehanika - grana teoretske astronomije koja se bavi matematičkim opisom gibanja nebeskih tijela, kao što su planeti.
- Ekstragalaktička astronomija - grana astronomije koja proučava objekte izvan Mliječne staze.
- Galaktička astronomija - proučava Mliječnu stazu i sve što ona sadrži.
- Fizikalna kozmologija - proučava najveće strukture i temeljna svojstva svemira; bavi se temeljnim pitanjima o porijeklu i razvoju svemira.
- Planetologija - znanstveno proučavanje planeta (uključujući i Zemlju), satelita i planetarnih sustava, poglavito u Sunčevom sustavu, te procesa kojima dotični nastaju.
- Zvjezdana astronomija - proučava nebeska tijela (zvijezde, planete, komete, maglice, zvjezdane skupove i galaksije) i pojave koje nastaju izvan Zemljine atmosfere (npr. kozmičko zračenje)
Atmosferska fizika - primjena fizike na atmosferske procese
Atomska, molekularna i optička fizika - proučava međudjelovanje materije i svjetla
- Atomska fizika
- Molekularna fizika
- Optika - proučava ponašanje i svojstva svjetla, uključujući interakcije s materijom i instrumente kojima detektiramo i utječemo na svjetlo.
Biofizika - interdisciplinarna znanost koja koristi fizikalne metode za proučavanje sustava u biologiji.
- Neurofizika - grana biofizike koja proučava živčani sustav
- Fizika polimera - proučava polimere, njihove promjene, mehanička svojstva, te kinetiku reakcija u kojima se događa degradacija ili polimerizacija polimera ili monomera.
- Kvantna biologija - primjena kvantne mehanike na biološke pojave.
Kemijska fizika - grana fizike koja proučava kemijske procese u fizikalnoj paradigmi.
Računska fizika - bavi se izvodom numeričkih algoritama za rješavanje fizikalnih problema za koje već postoje kvantitativne teorije.
Fizika kondenzirane tvari - proučava fizikalna svojstva kondenziranih tvari.
Elektricitet - proučavanje električnih pojava.
Elektromagnetizam - proučavanje sila koje djeluju na čestice s električnim nabojem.
Geofizika - bavi se Zemljom i njezinom okolinom u svemiru; također proučavanje Zemlje kvantitativnim fizikalnim metodama.
Magnetizam - proučavanje fizikalnih pojava na koje utječu magnetska polja.
Matematička fizika - primjena matematike na rješavanje problema u fizici, razvoj maetmatičkih metoda u tu svrhu i matematičko formuliranje fizikalnih teorija.
Mehanika - grana fizike koja se bavi ponašanjem fizikalnih tijela na koje utječu sile i drugi vanjski uzroci, te utjecajem tijela na svoju okolinu.
- Aerodinamika - proučava gibanje zraka.
- Biomehanika - proučava strukturu i funkcioniranje bioloških sustava kao što su ljudi, životinje, biljke, organi i stanice koristeći metode mehanike.
- Klasična mehanika - jedno od dva glavna područja mehanike, bavi se fizikalnim zakonima kojima podliježe kretanje tijela pod utjecajem raznih sila.
  - Kinematika - grana klasične mehanike koja opisuje gibanje točaka, tijela (objekata) i sustava tijela neovisno o uzroku gibanja.
    - Homeokinematika - bavi se složenim, samoorganizirajućim sustavima
- Mehanika kontinuuma - grana mehanike koja analizira kinematiku i mehaničko ponašanje tvari proučavajući ih kao neprekinutu materiju, a ne skup čestica.
- Dinamika - proučavanje uzroka i promjena gibanja
- Mehanika fluida - proučavanje fluida i sila koje na njih utječu.
  - Statika fluida - proučavanje fluida u mirovanju
  - Kinematika fluida - proučavanje fluida u gibanju
  - Dinamika fluida - bavi se zakonima gibanja tekućina i pojavama uzrokovanima uzajamnim djelovanjem struje tekućine i tijela koje graniči s tekućinom u gibanju.
- Statika - grana mehanike koja proučava skupove i ravnoteže sila na tijela koja su u statičkoj ravnoteži, tj. u stanju u kojem se položaji dijelova tih tijela ne mijenjaju kroz vrijeme jedni u odnosu na druge, ili kad se sve komponente jednoliko gibaju.
Statistička mehanika - grana fizike koja proučava fizikalne sustave koji imaju velik broj stupnjeva slobode
Termodinamika - grana fizike koja se bavi toplinom i njenom vezom s drugim oblicima energije i rada.
Nuklearna fizika - grana fizike koja proučava sastav i interakcije atomskih jezgri.
Fizika elementarnih čestica- grana fizike koja proučava svojstva i međudjelovanja elementarnih dijelova tvari i energije.
Psihofizika - kvantitativno istražuje odnos između fizičkih podražaja te percepcija i osjeta koje uzrokuju.
Fizika plazme - bavi se plazmom, agregatnim stanjem sličnom plinovima u kojem je značajan dio čestica ioniziran.
Kvantna fizika - bavi se fizičkim pojavama čiji su uzroci na redu veličine Planckove konstante.
Relativnost - fizikalna teorija koja opisuje odnos između prostora i vremena.
- Opća teorija relativnosti - saznanje gravitacije u današnjoj fizici
- Specijalna teorija relativnosti - opisuje kretanje tvari i svjetla pri velikim (tzv. relativističkim) brzinama.

Druge grane fizike

Agrofizika - primjena fizika na agroekosustave
- Fizika tla - proučava fizikalna svojstva i procese u zemlje
Kriofizika - bavi se metodama postizanja vrlo niskih temperatura (ispod −150°C odnosno 123 K) i svojstvima tvari u tim uvjetima.
Ekonofizika - primjenjuje fizikalne teorije i metode na probleme koje proučava ekonomika
Fizika materijala - područje fizike kondenzirane tvari
Dinamika vozila - fizikalno proučavanje kretanja kopnenih vozila na raznim površinama
Filozofija fizike - bavi se konceptualnim i interpretacijskim problemima u današnjoj fizici, mnogi od kojih su vezani za istraživanja koje provode neki teorijski fizičari.

Povijest fizike

Podrobniji članak o temi: Povijest fizike

Povijest akustike - povijest istraživanja mehaničkih valova u krutinama, tekućinama i plinovima (npr. vibracije, zvukovi)
Povijest agrofizike
- Povijest fizike tla
Povijest astrofizike
Povijest astronomije
- Povijest astronomije u Hrvatskoj
- Povijest astrodinamike
- Povijest astrometrije
- Povijest kozmologije
- Povijest planetarne znanosti
- Povijest zvjezdane astronomije
Povijest biofizike
Povijest kemijske fizike
Povijest računske fizike
Povijest dinamike i kinematike
Povijest fizike kondenzirane tvari
Povijest kriofizike
Povijest ekonofizike
Povijest elektromagnetizma
Povijest geofizike
Povijest matematičke fizike
Povijest mehanike
- Povijest biomehanike
- Povijest klasične mehanike
- Povijest mehanike kontinuuma
- Povijest mehanike fluida
- Povijest kvantne mehanike
- Povijest termodinamike
Povijest nuklearne fizike
Povijest optike
Povijest fizike elementarnih čestica
Povijest psihofizike
Povijest fizike plazme
Povijest fizike polimera
Povijest kvantne fizike
Povijest teorije relativnosti
- Povijest specijalne teorije relativnosti
- Povijest opće teorije relativnosti
Povijest statike
Povijest fizike čvrstog stanja
Povijest dinamike vozila

Opći pojmovi u fizici

Osnovni principi fizike

Fizika je grana znanosti koja proučava tvar i njeno kretanje kroz prostor i vrijeme, te vezane koncepte kao što su energija i sile. Fizika je jedna od "temeljnih znanosti" zato što druge prirodne znanosti (biologija, geologija itd.) proučavaju sustave koji podliježu zakonima fizike. Fizika nalaže da međudjelovanjem među česticama i fizikalnim tijelima (planeti, molekule, atomi, subatomske čestice itd.) upravljaju zakoni fizike. Među ostalim, ciljevi istraživanja u fizici, pogotovo u posljednjem tisućljeću, uključuju:

Opisati prirodu, izmjeriti i kvantificirati fizikalna tijela i njihovo gibanje, dinamiku itd.
- Newtonovi zakoni gibanja
- Masa, sila i težina
- Količina gibanja, zakon očuvanja energije
- Gravitacija, teorije gravitacije
- Energija i rad
- Gibanje, položaj i energija
- Različite vrste energija, pretvaranje iz jedne u drugu vrstu i neizbježni gubitak energije u obliku topline (termodinamika)
- Prijenos energije iz jednog izvora rada u drugi
Kinetička molekularna teorija
- Agregatna stanja i fazni prijelazi
- Temperatura i termometar
- Energija i toplina
- Prijenos topline: kondukcija, konvekcija i radijacija
- Zakoni termodinamike:
Razumjeti valove i zvuk
Razumjeti elektricitet, magnetizam i elektromagnetizam
Razumjeti svjetlo, otkriti njegova svojstva i izvore
Osnovne količine
- Ubrzanje
- Električni naboj
- Energija
- Entropija
- Sila
- Duljina
- Masa
- Tvar
- Količina gibanja
- Potencijalna energija
- Prostor
- Temperatura
- Vrijeme
- Brzina

Mjerenje

Podrobniji članak o temi: Mjerenje

Gibanje

Podrobniji članak o temi: Gibanje

Pregled

Teorija	Glavna područja	Pojmovi
Klasična mehanika	Newtonovi zakoni gibanja, Lagrangeova mehanika, Hamiltonova mehanika, kinematika, statika, dinamika, teorija kaosa, akustika, hidrodinamika, mehanika kontinuuma	Gustoća, dimenzija, gravitacija, prostor, vrijeme, gibanje, duljina, položaj, brzina, ubrzanje, masa, količina gibanja, sila, energija, kutna količina gibanja, okretni moment, zakon očuvanja, harmonijsko titranje, val, rad, snaga
Elektromagnetizam	Elektrostatika, elektrodinamika, elektricitet, magnetizam, Maxwellove jednadžbe, optika	Električni kapacitet, električni naboj, električna struja, električna vodljivost, električno polje, permitivnost, električni otpor, elektromagnetsko polje, elektromagnetska indukcija, elektromagnetsko zračenje, Gaussova ploha, magnetsko polje, magnetski tok, magnetski monopol, mangetska permeabilnost
Teorija relativnosti	Specijalna teorija relativnosti, opća teorija relativnosti, Einsteinove jednadžbe polja	Lorentzova kovarijantnost, Einsteinova mnogostrukost, princip ekvivalentnosti, četverovektor, načelo relativnosti, gravitacija, gravitomagnetizam, inercijski referentni okvir, invarijantnost, kontrakcija dužine, Lorentzova mnogostrukost, Lorentzove transformacije, metrika, Minkowskijev dijagram, Minkowskijev prostor, vlastita duljina, vlastito vrijeme, referentni okvir, energija mirovanja, masa mirovanja, relativnost istovremenosti, prostorvrijeme, brzina svjetlosti, tenzor energije i impulsa, dilatacija vremena, paradoks blizanaca, putanja u prostorvremenu
Termodinamika i statistička mehanika	Toplinski stroj, kinetička teorija	Boltzmannova konstanta, Konjugirane varijable, entalpija, entropija, jednadžba stanja, ekviparticija energije, prvi zakon temodinamike, slobodna energija, toplina, jednaždba stanja idealnog plina, unutarnja energija, neravnotežna termodinamika, statistička suma, tlak, povratni proces, drugi zakon termodinamike, spontani proces, funkcija stanja, statistički ansambl, temperatura, termodinamička ravnoteža, termodinamički potencijal, termodinamički proces, termodinamičko stanje, termodinamički sustav, treći zakon termodinamike, viskoznost, nulti zakon termodinamike
Kvantna mehanika	Integrali po putovima, disperzija, Schrödingerova jednadžba, kvantna teorija polja, kvantna statistička mehanika	Adijabatska aproksimacija, načelo korespondencije, slobodna čestica, Hamiltonov operator, Hilbertov prostor, identične čestice, matrična kvantna mehanika, Planckova konstanta, operator, kvant, kvantizacija, kvantno sprezanje, kvantno harmonijsko titranje, kvantni broj, tuneliranje, Schrödingerova mačka, Diracova jednadžba, spin, valna funkcija, dualizam, energija nulte točke, Paulijev princip isključenja, Heisenbergovo načelo neodređenosti

Pojmovi po granama fizike

Grana	Područja	Važne teorije	Pojmovi
Fizika elementarnih čestica	Fizika akceleratora, nuklearna fizika, nuklearna astrofizika, astročestična fizika, fenomenologija elementarnih čestica	Standardni model, teorija kvantnih polja, kvantna kromodinamika, elektroslaba teorija, effective field theory, lattice field theory, lattice gauge theory, baždarna invarijantnost, supersimetrija, teorija velikog ujedinjenja, teorija superstruna, M-teorija	Fundamentalne interakcije (gravitacijske, elektromagnetske, slabe, jake), elementarna čestica, spin, antitvar, spontano narušavanje simetrije, brana, struna, teorija struna, kvantna gravitacija, teorija svega, energija vakuuma
Atomska, molekularna i optika fizika	Atomska fizika, molekularna fizika, atomska i molekularna astrofizika, kemijska fizika, optika, fotonika	Kvantna optika, kvantna kemija, kvantna informatika	Atom, molekula, difrakcija, elektromagnetsko zračenje, laser, polarizacija, spektralna linija, Casimirov učinak
Fizika kondenzirane tvari	Fizika čvrstog stanja, fizika visokog tlaka, niskotemperaturna fizika, nanotehnologija, fizika polimera	BCS-teorija, Blochov teorem, Fermijev plin, Fermijeva tekućina, teorija mnogo tijela	Agregatno stanje (plin, tekućina, krutina, Bose–Einsteinova kondenzacija, supravodič, supratekućina), električna vodljivost, magnetizam, samoorganizacija, spin, spontano narušavanje simetrije
Astrofizika	Kozmologija, fizika gravitacije, visokoenergetska astrofizika, planetarna astrofizika, fizika plazme, fizika svemirske plazme, zvjezdana astrofizika	Veliki prasak, Lambda-CDM model, kozmička inflacija, opća teorija relativnosti, Newtonov zakon gravitacije	Crna rupa, kozmičko pozadinsko zračenje, kozmička struna, kozmos i kaos, tamna energija, tamna tvar, galaksija, gravitacija, gravitacijski valovi, singularnost, planet, Sunčev sustav, zvijezda, supernova, svemir

Popisi

Dodatak:Popis poznatih fizičara