Физика, как самостоятельная наука, изучает множество процессов окружающего мира. Все, что происходит с материальными объектами, светом, электромагнитными и статическими полями — во многих отношениях плотно исследовано.
Можно сказать, что основные разделы физики — это своеобразные своды законов, которые описывают любое взаимоотношение объектов на земле и в космосе.
Основная классификация разделов
Если упрощать, наука физика рассматривает взаимоотношения объектов в двух предметных областях.
I. Макромир
Раздел, который изучает поведение и преобразование сил, предметов, относящихся к большинству привычных всем объектов. Например, вода. Исследуется накопление энергии, ее передача. Харпктеристики жидкости, как материала — поверхностное натяжение, реакция на нагревание и охлаждение, переход в разные состояния (пар, лед).
Макрофизика изучает механику, термодинамику, оптику, электродинамику. Можно смело сказать, что эти области знаний — основные разделы физики, так как объем исследований просто огромен.
Например, оптика, кроме простейших законов преломления, рассеяния, взаимодействия световых волн друг с другом, изучает распространение света в различных средах. Разделы, кроме физической оптики:
- Кристаллооптика. Изучается поведение света при прохождении в анизотропных материалах. Если приводить пример из жизни — привычные лазерные указки — детище технологии, основанной на исследованиях в кристаллооптике.
- Реакцию материалов на свет изучает молекулярная оптика. Самая близкая и знакомая область — фотография, когда под воздействием света меняется структура чувствительного к свету слоя на поверхности фотобумаги. В промышленных масштабах достижения молекулярной оптики находят применение в установках лазерной гравировки и резки, когда луч точно подобранного по параметрам света может испарять и плавить металл.
- Специфические реакции материалов на свет или волновое излучение — изучает нелинейная оптика. Рассматривается изменение электрического сопротивления, агрегатного состояния, структуры, даже эффект самостоятельного генерирования электрического потенциала. Достижения этой области применяются в фотодатчиках, элементах солнечного питания. Например, датчики освещенности в смартфонах и планшетах — результат исследований нелинейной оптики.
Обобщенно, основные разделы физики, относящиеся к объектам, которые можно ощупать, увидеть или описать в рамках чувств человека — это макрофизика.
II. Микромир
Раздел, который изучает явления и процессы, недоступные простому восприятию. Взаимодействия между атомами, полями, передача энергии излучением, а также глубинные процессы, на которых основаны макрофизические явления — все это изучается микрофизикой.
Например, ядерный взрыв с точки зрения макрофизики — невозможен. Всего лишь сталкиваются два куска металла. Так, грубо, работает атомная бомба. Маленький кусок урана врезается в большой. Им выстреливают или соединяют обе части сильным ударом.
Чтобы понять происходящие процессы, нужно более глубокое знание структуры материала и поведения атомов. Этим и занимается физика микромира — изучением невидимых процессов и основанных на этом явлениях.
