Le basi della fisica nello studio scientifico

La fisica è uno studio sistematico del mondo naturale, in particolare l’interazione tra materia ed energia. È una disciplina che tenta di quantificare la realtà attraverso una precisa applicazione dell’osservazione unita alla logica e alla ragione.

Per poter utilizzare una tale disciplina, devi prima comprendere alcuni principi fondamentali. Solo imparando le basi della fisica puoi costruire su di essa e immergerti più a fondo in questo campo della scienza. Che tu stia perseguendo una carriera nel campo della fisica o sia semplicemente interessato alle sue scoperte, è certamente affascinante apprenderlo.

Che cosa è considerata la fisica?

Per iniziare lo studio della fisica, devi prima capire cosa significa effettivamente fisica. Capire cosa rientra nel regno della fisica e cosa no aiuta a focalizzare il campo di studio in modo da poter formulare domande di fisica significative.

Dietro ogni domanda in fisica ci sono quattro termini molto importanti che vorrai capire: ipotesi, modello, teoria e diritto. 

La fisica può essere sperimentale o teorica. Nella fisica sperimentale, i fisici affrontano un problema scientifico utilizzando tecniche come il metodo scientifico nel tentativo di dimostrare un’ipotesi. La fisica teorica è spesso più concettuale in quanto i fisici sono concentrati sullo sviluppo di leggi scientifiche, come la teoria della meccanica quantistica. 

Queste due forme di fisica sono correlate tra loro e collegate ad altre forme di studio scientifico. Molto spesso, la fisica sperimentale metterà alla prova le ipotesi della fisica teorica. I fisici stessi possono specializzarsi in una varietà di campi, dall’astronomia e astrofisica alla fisica matematica e alle nanotecnologie. La fisica gioca un ruolo anche in altri campi della scienza, come la chimica e la biologia.

Le leggi fondamentali della fisica

L’obiettivo della fisica è sviluppare modelli precisi della realtà fisica. Lo scenario migliore è sviluppare una serie di regole fondamentali per descrivere come funzionano questi modelli. Queste regole vengono spesso chiamate “leggi” dopo essere state utilizzate con successo per molti anni.

La fisica è complicata, ma fondamentalmente si basa su una serie di leggi di natura accettate. Alcuni sono scoperte storiche e rivoluzionarie nel campo della scienza. Questi includono la legge di gravità di Sir Isaac Newton e le sue tre leggi del moto. Anche la Teoria della Relatività di Albert Einstein e le leggi della termodinamica rientrano in questa categoria.

La fisica moderna sta costruendo queste verità monumentali per studiare cose come la fisica quantistica che esplora l’universo invisibile. Allo stesso modo, la fisica delle particelle cerca di comprendere i più piccoli frammenti di materia nell’universo. Questo è il campo in cui strane parole come quark, bosoni, adroni e leptoni entrano nel dialogo scientifico che oggi fa notizia.

Gli strumenti utilizzati in fisica

Gli strumenti che i fisici usano vanno dal fisico all’astratto. Includono bilance ed emettitori di raggi laser, nonché matematica. Comprendere questa vasta gamma di strumenti e i metodi per applicarli è essenziale per comprendere il processo che i fisici attraversano nello studio del mondo fisico.

Gli strumenti fisici includono cose come superconduttori e sincrotroni, che vengono utilizzati per creare intensi campi magnetici. Questi possono essere applicati in studi come il Large Hadron Collider o praticamente nello sviluppo di treni a levitazione magnetica.

La matematica è al centro della fisica ed è vitale in tutti i campi della scienza. Quando inizi a esplorare la fisica, saranno importanti fondamentali come l’utilizzo di cifre significative e andare oltre le basi del sistema metrico. Anche la matematica e la fisica vanno molto più in profondità e concetti come la matematica vettoriale e le proprietà matematiche delle onde sono cruciali per il lavoro di molti fisici.

Famosi fisici della storia

La fisica non esiste nel vuoto (anche se parte della fisica è praticata nel vuoto reale). Le forze della storia hanno plasmato lo sviluppo della fisica tanto quanto qualsiasi altro campo della storia. Molto spesso è utile comprendere le prospettive storiche che hanno portato alla nostra attuale comprensione. Ciò include i molti percorsi errati che sono stati incerti lungo la strada.

È anche utile e intrigante conoscere le vite dei famosi fisici del passato. Gli antichi greci, ad esempio, combinavano la filosofia con lo studio delle leggi naturali e sono particolarmente noti per l’interesse per l’astronomia.

Nel XVI e XVII secolo Galileo Galilei studiò, osservò e sperimentò ulteriormente le leggi della natura. Sebbene ai suoi tempi fosse perseguitato, oggi è considerato “il padre della scienza” (coniato da Einstein) così come della fisica moderna, dell’astronomia e della scienza dell’osservazione.

Galileo ha ispirato ed è stato seguito da famosi scienziati come Sir Isaac Newton, Albert Einstein, Niels Bohr, Richard P. Feynman e Stephen Hawking. Questi sono solo alcuni dei nomi della storia della fisica che hanno plasmato la nostra comprensione di come funziona il nostro mondo. La loro capacità di sfidare le teorie accettate e di escogitare nuovi modi di guardare all’universo ha ispirato i fisici che continuano a raggiungere scoperte scientifiche.