Ramos da física

Física geral

${\displaystyle \nabla \cdot \mathbf {B} =0}$ ${\displaystyle \nabla \times \mathbf {E} =-{\frac {\partial \mathbf {B} }{\partial t}}}$ ${\displaystyle \nabla \cdot \mathbf {E} =\rho }$ ${\displaystyle \nabla \times \mathbf {B} ={\frac {\partial \mathbf {E} }{\partial t}}+\mathbf {J} }$

As Equações de Maxwell

Física História da Física Filosofia da Física Divisões elementares Mecânica clássica Mecânica quântica Termodinâmica Eletromagnetismo Relatividade Grandezas Físicas Comprimento Área Volume Tempo Ângulo plano Ângulo sólido Velocidade Velocidade angular Frequência Vazão Fluxo Aceleração Aceleração angular Força Pressão Torque Energia Calor Trabalho Temperatura Capacidade térmica Calor específico Condutividade térmica Potência Massa Densidade Quantidade de matéria Carga elétrica Corrente elétrica Tensão elétrica Resistência elétrica Resistividade Condutividade Condutância Capacitância Indutância Momento do dipolo elétrico Campo elétrico Momento de dipolo magnético Campo magnético Fluxo magnético Convergência Campos de pesquisa Física teórica Física aplicada Astrofísica Óptica Biofísica Física dos materiais Física de superfícies Física da matéria condensada Geofísica Física de partículas Física nuclear Cientistas Galileu Galilei Isaac Newton Rudolf Clausius Ludwig Boltzmann Charles-Augustin de Coulomb André-Marie Ampère Carl Friedrich Gauss Michael Faraday Hans Christian Ørsted James Clerk Maxwell Max Planck Albert Einstein Ernest Rutherford Niels Bohr Louis de Broglie Erwin Schrödinger Richard Feynman Henry Cavendish Robert Andrews Millikan Experimentos Pêndulo de Foucault Espalhamento de Rutherford Experiência de Cavendish Experimento da dupla fenda Experiência de Millikan Experimento de Davisson-Germer Experiência de Michelson-Morley Experimento de Franck-Hertz Experimento de Stern-Gerlach Experimento de Ørsted Experimentos atuais Colisor Relativístico de Íons Pesados Grande Colisor de Hádrons (LHC) Telescópio Espacial James Webb

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Na ciência, os ramos da física lidam com a interação de matéria e energia.^[1] A física é uma disciplina científica que visa construir e testar experimentalmente teorias do universo físico. Essas teorias variam em seu escopo e podem ser organizadas em vários ramos distintos, que são descritos neste artigo.^[2]

Cosmologia

Ver artigo principal: Cosmologia

A cosmologia estuda como o universo veio a existir e seu destino final. É estudado por físicos e astrofísicos.

Mecânica clássica

Ver artigo principal: Mecânica clássica

A mecânica clássica é um modelo da física das forças agindo sobre os corpos; inclui subcampos para descrever o comportamento de sólidos, gases e fluidos. É frequentemente referido como "mecânica newtoniana" em homenagem a Isaac Newton e suas leis do movimento. A mecânica clássica se refere às três principais formulações da mecânica pré-relativística: a mecânica newtoniana, mecânica lagrangeana e a mecânica hamiltoniana.

Eletromagnetismo e fotônica

Ver artigos principais: Eletromagnetismo e Óptica

O estudo do comportamento dos elétrons, meios elétricos, ímãs, campos magnéticos e interações gerais da luz.

Óptica é o estudo dos movimentos da luz, incluindo reflexão, refração, difração e interferência.

Ver também

• Instrumentos ópticos e Óptica quântica

Termodinâmica e mecânica estatística

Ver artigos principais: Termodinâmica e Mecânica Estatística

O primeiro capítulo de The Feynman Lectures on Physics é sobre a existência de átomos, que Feynman considerou ser a declaração mais compacta da física, da qual a ciência poderia facilmente resultar, mesmo se todos os outros conhecimentos fossem perdidos.^[3] Modelando a matéria como coleções de esferas duras, é possível descrever a teoria cinética dos gases, na qual a termodinâmica clássica se baseia.

A termodinâmica é o ramo da física que estuda as causas e os efeitos de mudanças na temperatura, pressão e volume — e de outras grandezas termodinâmicas fundamentais em casos menos gerais — em sistemas físicos em escala macroscópica. A mecânica estatística ou física estatística é o ramo da física que, utilizando a teoria das probabilidades, estuda o comportamento de sistemas mecânicos macroscópicos compostos por um elevado número de entidades constituintes microscópicas a partir do comportamento destas entidades, quando seus estados são incertos ou indefinidos. Os constituintes podem ser átomos, moléculas, íons, entre outros. É uma teoria que relaciona um nível de descrição macroscópico (Termodinâmica) com um nível microscópico (Mecânica).

Mecânica relativística

Ver artigos principais: Relatividade especial e relatividade geral

A mecânica relativística examina as implicações de espaço e tempo para a mecânica, particularmente para o momento relativístico e a energia. Ele também explora as medidas do comprimento de onda e/ou frequência da luz produzida por fontes móveis (o efeito Doppler relativístico).^[4]

A Teoria da Relatividade Especial ou Teoria da Relatividade Restrita tem uma relação com o eletromagnetismo e a mecânica; isto é, o princípio da relatividade e o princípio da ação estacionária em mecânica podem ser usados para derivar as equações de Maxwell,^[5][6] e vice-versa. A Teoria Especial da Relatividade foi publicada pela primeira vez por Albert Einstein em 1905, estudo a física do movimento na ausência de campos gravitacionais.

A teoria da relatividade geral, é uma teoria geométrica da gravitação publicada por Albert Einstein em 1915 e a descrição atual da gravitação na física moderna. É um conjunto de hipóteses que generaliza a relatividade especial e a lei da gravitação universal de Newton, fornecendo uma descrição unificada da gravidade como uma propriedade geométrica do espaço e do tempo, ou espaço-tempo. Em particular, a "curvatura do espaço-tempo" está diretamente relacionada à energia e ao momento de qualquer matéria e radiação presente. A relação é especificada pelas equações de campo de Einstein, um sistema de equações diferenciais parciais.

Mecânica quântica, física atômica e física molecular

Ver artigo principal: Mecânica Quântica

A mecânica quântica é o ramo da física que trata os sistemas atômicos e subatômicos e sua interação com base na observação de que todas as formas de energia são liberadas em unidades discretas ou feixes chamados "quanta". A mecânica quântica é também conhecida como física quântica, teoria quântica, modelo mecânico de ondas e mecânica de matriz. Ela é a teoria física que obtém sucesso no estudo dos sistemas físicos cujas dimensões são próximas ou abaixo da escala atômica, tais como moléculas, átomos, elétrons, prótons e de outras partículas subatômicas, muito embora também possa descrever fenômenos macroscópicos em diversos casos. A mecânica quântica foi combinada com a teoria da relatividade na formulação de Paul Dirac. Outros desenvolvimentos incluem estatística quântica, eletrodinâmica quântica, preocupada com interações entre partículas carregadas e campos eletromagnéticos; e sua generalização, teoria quântica de campos.

Teoria das cordas

Uma possível candidata à teoria de tudo, essa teoria combina a teoria da relatividade geral e a mecânica quântica para fazer uma única teoria. Esta teoria pode prever propriedades de objetos pequenos e grandes. Esta teoria está atualmente em estágio de desenvolvimento.

Ver também

• Teoria das cordas, gravidade quântica e gravidade quântica de loop

Física de matéria condensada

Ver artigo principal: Física da matéria condensada

O campo da física que lida com o estudo das propriedades físicas da matéria em uma fase condensada. Em particular, é a que se ocupa com a fase "condensada" que aparece sempre que o número de constituintes de um sistema (átomos, elétrons, etc.) é extremamente grande e as interações entre os constituintes são fortes.

Ver também

• Ciência dos materiais e Física do estado sólido

Física de partículas de alta energia e física nuclear

Ver artigos principais: Física de partículas e Física nuclear

A física de partículas estuda a natureza das partículas, enquanto a física nuclear estuda os núcleos atômicos.

Ver também

• Teoria das cordas

Campos interdisciplinares

Aos campos interdisciplinares, que definem parcialmente ciências próprias, pertencem, por exemplo, a

• agrofísica é um ramo da ciência que faz fronteira com a agronomia e a física
• astrofísica, a física no universo, incluindo as propriedades e interações dos corpos celestes na astronomia.
• biofísica, estudos das interações físicas dos processos biológicos.
• física química, a ciência das relações físicas em química.
• física computacional, a aplicação de computadores e métodos numéricos a sistemas físicos.
• econofísica, que trata dos processos físicos e suas relações na ciência da economia.
• física ambiental, o ramo da física preocupado com a medição e análise das interações entre os organismos e seu ambiente.
• engenharia física, a disciplina combinada de física e engenharia.
• geofísica, as ciências das relações físicas em nosso planeta.
• física matemática, matemática relativa a problemas físicos.
• física médica, a aplicação da física na medicina para prevenção, diagnóstico e tratamento.
• físico-química, lidando com processos físicos e suas relações na ciência da físico-química.
• oceanografia física, é o estudo das condições físicas e processos físicos dentro do oceano, especialmente os movimentos e propriedades físicas das águas do oceano.
• psicofísica, a ciência das relações físicas em psicologia
• computação quântica, o estudo de sistemas de computação mecânica quântica.
• sociofísica ou física social, é um campo da ciência que usa ferramentas matemáticas inspiradas na física para compreender o comportamento das multidões humanas.

Referências

1. physicsabout.com https://physicsabout.com/branches-of-physics/. Consultado em 27 de janeiro de 2021  Em falta ou vazio |título= (ajuda)
2. Rafiq, Muhammad. «Physics: Definition and Branches». Owlcation - Education (em inglês). Consultado em 27 de janeiro de 2021 
3. Feynman, Richard (4 de maio de 2018). «Feynman Lectures on Gravitation». doi:10.1201/9780429502859. Consultado em 27 de janeiro de 2021 
4. «Physlet Quantum Physics: Chapter 3: Relativistic Mechanics». www.compadre.org. Consultado em 27 de janeiro de 2021 
5. «Appendix E: Finite Fields and Number Theory». Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc. 23 de maio de 2012: 270–273. ISBN 978-1-118-33681-6. Consultado em 27 de janeiro de 2021 
6. Hill, E. L.; Corson, D.; Lorrain, P. (fevereiro de 1964). «Introduction to Electromagnetic Fields and Waves.». The American Mathematical Monthly (2). 229 páginas. ISSN 0002-9890. doi:10.2307/2311787. Consultado em 27 de janeiro de 2021 

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