Fysik er et stort og komplekst felt, der omfatter studiet af stof og dets interaktion med energi. Det kan opdeles i flere undergrene, der hver fokuserer på specifikke aspekter af denne undersøgelse. Her er nogle af de store undergrene:
1. Klassisk mekanik:
* Definition: Beskæftiger sig med bevægelsen af makroskopiske genstande og deres interaktion med kræfter.
* Nøglekoncepter: Newtons bevægelse om bevægelse, bevarelse af energi og momentum, arbejde og energi, rotationsbevægelse, enkel harmonisk bevægelse.
* Eksempler: Projektilbevægelse, pendler, kollisioner, planetariske kredsløb.
2. Termodynamik:
* Definition: Undersøgelser varme, arbejde, temperatur og energi og deres indbyrdes forhold i fysiske systemer.
* Nøglekoncepter: Lover om termodynamik, entropi, varmeoverførsel, entalpi, specifik varme.
* Eksempler: Varmemotorer, køleskabe, energieffektivitet, klimaændringer.
3. Elektromagnetisme:
* Definition: Undersøger samspillet mellem elektriske og magnetiske felter.
* Nøglekoncepter: Coulombs lov, Faradays lov, Maxwells ligninger, elektriske kredsløb, elektromagnetiske bølger.
* Eksempler: Elektricitet, magnetisme, radiobølger, lys, motorer, generatorer.
4. Optik:
* Definition: Undersøger adfærd og egenskaber ved lys.
* Nøglekoncepter: Reflektion, brydning, diffraktion, interferens, polarisering, linser, spejle.
* Eksempler: Kameraer, teleskoper, mikroskoper, fiberoptik, lasere.
5. Kvantemekanik:
* Definition: Beskæftiger sig med opførsel af stof og energi på atom- og subatomiske niveauer.
* Nøglekoncepter: Bølgepartikel-dualitet, Heisenbergs usikkerhedsprincip, kvanteforvikling, kvantefelter.
* Eksempler: Atomstruktur, lasere, transistorer, superledningsevne, partikelfysik.
6. Nuklear fysik:
* Definition: Undersøger struktur, egenskaber og interaktioner mellem atomiske kerner.
* Nøglekoncepter: Atomreaktioner, radioaktivt forfald, nuklear fission og fusion, nukleare kræfter.
* Eksempler: Atomkraftværker, medicinsk billeddannelse, atomvåben.
7. Kondenseret stof Fysik:
* Definition: Undersøger egenskaberne ved stof i dens kondenserede faser, såsom faste stoffer, væsker og plasma.
* Nøglekoncepter: Krystalstruktur, elektronisk båndteori, superledningsevne, overflødighed, magnetisme.
* Eksempler: Halvledere, transistorer, magneter, lasere.
8. Astrofysik:
* Definition: Anvender principperne for fysik til at studere himmelske objekter og fænomener.
* Nøglekoncepter: Stjerner, galakser, kosmologi, sorte huller, gravitationsbølger.
* Eksempler: Stjernedannelse, Galaxy Evolution, Big Bang Theory, Dark Matter og Dark Energy.
9. Biofysik:
* Definition: Undersøger biologiske systemer ved hjælp af principperne og fysikens metoder.
* Nøglekoncepter: Molekylær struktur, biomekanik, cellemembrantransport, bioelektricitet, biofotonik.
* Eksempler: DNA -struktur, proteinfoldning, muskelkontraktion, medicinsk billeddannelse, bioingeniøring.
10. Atomfysik:
* Definition: Undersøger struktur, egenskaber og interaktioner mellem atomer.
* Nøglekoncepter: Atomspektre, atomovergange, lasere, atomur.
* Eksempler: Atomspektroskopi, atomur, laserteknologi, kvanteberegning.
Denne liste er ikke udtømmende, og der er mange andre undergrener af fysik, såsom partikelfysik, plasmafysik og statistisk fysik. Hver undergren har sit eget unikke sæt koncepter, metoder og applikationer.