Thermodynamics

อุณหพลศาสตร์

จากวิกิพีเดียสารานุกรมเสรี
 
 
ข้ามไปยังการนำทางข้ามไปที่การค้นหา
 
รุ่นสีข้อเขียนของเดิม 1824 เครื่องยนต์ร้อนการ์โนต์แสดงตัวร้อน (หม้อไอน้ำ), ร่างกายทำงาน (ระบบไอน้ำ) และร่างกายเย็น (น้ำ), จดหมายที่มีข้อความตามจุดหยุดในรอบการ์โนต์

อุณหพลศาสตร์เป็นสาขาของฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้องกับความร้อนและอุณหภูมิและความสัมพันธ์ของพวกเขาเพื่อพลังงาน , การทำงาน , การฉายรังสีและคุณสมบัติของเรื่อง พฤติกรรมของปริมาณเหล่านี้ถูกควบคุมโดยสี่กฎหมายของอุณหพลศาสตร์ซึ่งถ่ายทอดคำอธิบายเชิงปริมาณโดยใช้วัดได้ด้วยตาเปล่าปริมาณทางกายภาพแต่อาจจะอธิบายได้ในแง่ของกล้องจุลทรรศน์คนละโดยกลศาสตร์สถิติ อุณหพลศาสตร์ใช้กับหัวข้อที่หลากหลายในวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมโดยเฉพาะเคมีกายภาพ , วิศวกรรมเคมีและวิศวกรรมเครื่องกลแต่ยังอยู่ในเขตซับซ้อนเท่าอุตุนิยมวิทยา

อดีตอุณหพลศาสตร์การพัฒนามาจากความปรารถนาที่จะเพิ่มประสิทธิภาพของต้นเครื่องยนต์ไอน้ำโดยเฉพาะอย่างยิ่งผ่านการทำงานของนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสนิโคลัสLéonard Sadi Carnot (1824) ที่เชื่อว่าประสิทธิภาพของเครื่องยนต์เป็นกุญแจสำคัญที่จะช่วยให้ฝรั่งเศสชนะโปเลียน [1]ฟิสิกส์สก็อตไอริชลอร์ดเคลวินเป็นคนแรกที่จะกำหนดคำนิยามสั้นของอุณหพลศาสตร์ในปี 1854 [2]ซึ่งกล่าวว่า "เทอร์โม-การเปลี่ยนแปลงเป็นเรื่องของความสัมพันธ์ของความร้อนแรงทำหน้าที่ระหว่างส่วนที่ต่อเนื่องกันของร่างกายและ ความสัมพันธ์ของความร้อนกับหน่วยงานไฟฟ้า "

การประยุกต์เริ่มต้นของอุณหพลศาสตร์กับเครื่องยนต์ความร้อนเชิงกลได้รับการขยายอย่างรวดเร็วเพื่อการศึกษาสารประกอบทางเคมีและปฏิกิริยาทางเคมี อุณหพลศาสตร์ทางเคมีศึกษาธรรมชาติของบทบาทของเอนโทรปีในกระบวนการของปฏิกิริยาเคมีและทำให้เกิดการขยายตัวและความรู้เกี่ยวกับสนามจำนวนมาก [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11]สูตรอื่น ๆ ของอุณหพลศาสตร์เกิดขึ้น อุณหพลศาสตร์เชิงสถิติหรือกลศาสตร์เชิงสถิติเกี่ยวข้องกับสถิติการทำนายการเคลื่อนที่แบบรวมของอนุภาคจากพฤติกรรมกล้องจุลทรรศน์ ในปี 1909, คอนสแตนติCarathéodoryนำเสนอวิธีการทางคณิตศาสตร์อย่างหมดจดในจริงสูตรคำอธิบายมักจะเรียกว่าอุณหพลศาสตร์ทางเรขาคณิต

การสลายให้กัมมันตภาพรังสี

การสลายให้กัมันตภาพรังสี

          การสลายให้กัมมันตรังสี (อังกฤษradioactive decay) หรือ การสลายของนิวเคลียส หรือ กัมมันตภาพรังสี (อังกฤษnuclear decay หรือ radioactivity) เป็นกระบวนการที่ นิวเคลียสของอะตอมที่ไม่เสถียร สูญเสียพลังงานจากการปลดปล่อยรังสี วัตถุใดที่ปลดปล่อยรังสีด้วยตัวเอง-เช่นอนุภาคแอลฟาอนุภาคบีตารังสีแกมมา และ อิเล็กตรอนจากกระบวนการการแปลงภายใน วัตถุนั้นจะถูกเรียกว่ามี "กัมมันตรังสี"

         การสลายให้กัมมันตรังสีเป็นกระบวนการแบบสุ่ม(random) ที่ระดับอะตอมเดียว ในกระบวนการนั้น ตาม "ทฤษฎีควอนตัม" มันไม่สามารถคาดการณ์ได้ว่าเมื่อไรที่อะตอมหนึ่ง ๆ จะสลายตัว โอกาสที่อะตอมใดอะตอมหนึ่งจะสลายตัวไม่เคยเปลี่ยนแปลง คือว่า มันไม่สำคัญว่าอะตอมได้มีอยู่นานมาแล้วแค่ไหน อย่างไรก็ตาม สำหรับแหล่งสะสมขนาดใหญ่ของอะตอม อัตราการสลายตัวสำหรับแหล่งสะสมนั้นสามารถคำนวณได้จาก "ค่าคงที่การสลายตัว(λ)" ของมันที่ถูกวัดได้ในหน่วย ครั้ง/วินาที หรือคำนวณจากครึ่งชีวิต(t1/2)ของมัน นี่คือพื้นฐานของเทคนิคการระบุวันที่ที่เรียกว่า radiometric dating หรือ radioactive dating 

         การสลายให้กัมมันตรังสีมีหลายประเภท การสลายหรือการสูญเสียพลังงานจากนิวเคลียส เกิดขึ้นเมื่ออะตอมที่มีนิวเคลียสประเภทหนึ่งที่เรียกว่า นิวไคลด์รังสีพ่อแม่ (parent nuclide) (หรือไอโซโทปรังสีพ่อแม่) แปลงเป็นอะตอมตัวหนึ่งที่มีนิวเคลียสตัวหนึ่งที่อยู่ในสถานะที่แตกต่างกัน หรือที่มีนิวเคลียสตัวหนึ่งที่มีจำนวนโปรตอนและนิวตรอนที่แตกต่างกัน ผลิตภัณฑ์นี้เรียกว่า "นิวไคลด์ลูก" (daughter nuclide) ในการสูญสลายบางครั้ง นิวไคลด์ของพ่อแม่และของลูกมีองค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกัน จึงเป็นผลให้กระบวนการสลายตัวทำการผลิตอะตอมของธาตุที่แตกต่างกัน กระบวนการนี้เรียกว่า การแปรนิวเคลียส (nuclear transmutation)

กระบวนการสลายตัวครั้งแรกที่ถูกค้นพบเป็นการสลายให้อนุภาคแอลฟาการสลายให้อนุภาคบีตาและการสลายตัวให้รังสีแกมมา

  • การสลายให้อนุภาคแอลฟาจะเกิดขึ้นเมื่อนิวเคลียสปลดปล่อยอนุภาคแอลฟาออกมา (นิวเคลียสของฮีเลียม) นี้เป็นกระบวนการที่พบมากที่สุดของการปลดปล่อยนิวคลีออน แต่ในรูปแบบที่หายากของการสลายตัวเช่นนิวเคลียสสามารถปลดปล่อยโปรตอน หรือในกรณีของการสลายตัวแบบของกลุ่มเช่นนิวเคลียสที่เฉพาะเจาะจงขององค์ประกอบอื่น ๆ
  • การสลายให้อนุภาคบีตาเกิดขึ้นเมื่อนิวเคลียสปล่อยอิเล็กตรอนหรือโพสิตรอนและนิวตริโน ในกระบวนการที่เปลี่ยนแปลงโปรตอนให้เป็นนิวตรอนหรือในทางตรงกันข้าม นิวเคลียสอาจจับยึดอิเล็กตรอนที่กำลังโคจรในวงรอบ ทำให้โปรตอนแปลงเป็นนิวตรอนในกระบวนการที่เรียกว่าการจับยึดอิเล็กตรอน ทั้งหมดของกระบวนการเหล่านี้ส่งผลในสิ่งที่รู้กันดีว่าเป็นการแปลงพันธ์นิวเคลียส
  • การสลายให้รังสีแกมมาเป็นการสลายของนิวเคลียสของอะตอมในขณะที่มีการเปลี่ยนสถานะจากสถานะพลังงานสูงไปเป็นสถานะที่ต่ำกว่า แต่ก็อาจเกิดจากกระบวนการอื่น รังสีแกมมาเป็นการแผ่สนามแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูงมาก ดังนั้นมันจึงประกอบด้วยโปรตอนพลังงานสูงหลายตัว รังสีแกมมาเป็นการแผ่รังสีแบบ ionization มันจึงมีอันตรายต่อชีวภาพ

         

         การสลายตัวหรือการสูญเสียพลังงานนี้ส่งผลให้อะตอมที่เป็น parent nuclide เปลี่ยนรูปไป กลายเป็นอะตอมอีกชนิดหนึ่งที่ต่างออกไป(ที่เรียกว่า daughter nuclide) ตัวอย่างเช่น อะตอมของ คาร์บอน-14 (C-14) (parent, ตัวตั้งต้น") แผ่รังสี และเปลี่ยนรูปกลายเป็น อะตอมของ ไนโตรเจน-14 (N-14) (daughter, ผลลัพธ์) กระบวนการนี้เกิดขึ้นแบบสุ่มในระดับของอะตอม จึงทำให้เป็นไปไม่ได้ที่จะคาดการณ์ว่า อะตอมที่สังเกตจะสลายตัวเมื่อใด แต่ถ้าเป็นการสังเกตการณ์อะตอมในปริมาณมากแล้ว เราสามารถคาดการณ์อัตราการสลายตัวโดยเฉลี่ยได้(dN/dt)

หน่วยวัดรังสี

         หน่วยในระบบสากลหรือหน่วยเอสไอ (อังกฤษ:SI unit) ถูกใช้ในการวัดการแผ่รังสี มีหน่วยเป็น เบ็กเคอเรล (ฝรั่งเศสbecquerel (Bq)) ที่ตั้งชื่อให้เป็นเกียรติกับนักวิทยาศาสตร์นายอองตวน อองรี แบกแรล หนึ่งหน่วยเบ็กเคอเรลถูกกำหนดให้เป็นหนึ่งการแปลงร่าง (หรือการสลายตัวหรือการแตกตัว) ต่อวินาที

         การแผ่รังสีมีหน่วยเก่าเป็น คูรี (ฝรั่งเศสcurie (Ci)) ซึ่งถูกกำหนดแต่เดิมว่าเป็น "ปริมาณหรือมวลของสิ่งที่กระจายออกมาจากเรเดียมที่สมดุลกับหนึ่งกรัมของเรเดียม (ธาตุ)" วันนี้ หน่วยคูรีถูกกำหนดให้เป็นการแตกตัว 3.7×1010 ครั้งต่อวินาที เพื่อที่ว่า 1 คูรี (Ci) = 3.7×1010 Bq. เพื่อจุดประสงค์ด้านการป้องกันรังสี แม้ว่าคณะกรรมการกำกับดูแลด้านนิวเคลียร์ของสหรัฐจะอนุญาตให้มีการใช้หน่วยคูรีควบคู่ไปกับหน่วย SI ก็ตาม ฝ่ายอำนวยการหน่วยของการวัดแห่งสหภาพยุโรปกำหนดว่าการใช้หน่วยหน่วยคูรีสำหรับ "จุดประสงค์ด้านสุขภาพของประชาชน" 

-----------------------------

ฟิสิกส์เชิงทดลอง

ฟิสิกส์เชิงทดลอง (experimental physics)

          คือการสังเกต, การทดลอง และเก็บรวบรวมข้อมูล มาวิเคราะห์เพื่อทดสอบกฎของฟิสิกส์ที่มีอยู่ ว่า

ถูกต้องหรือไม่ในปัจจุบันโฉมหน้าของการทดลองทางฟิสิกส์แตกต่างจากการทดลองของนักฟิสิกส์ในอดีต

เมื่อร้อยกว่าปีที่แล้วมากในสมัยก่อนนับตั้งแต่กาลิเลโอเป็นต้นมา การทดลองเพื่อแสวงความรู้ใหม่ ๆ ที่

สามารถพลิกโฉมความรู้เดิมที่มีอยู่อาจทำได้โดยการทดลองที่ไม่ซับซ้อนมากอาจดำเนินการทดลองได้

โดยคนเพียงคนเดียว แม้กระทั่งช่วงระหว่างปี ค.ศ. 1840 - 1900 ซึ่งเป็นช่วงบุกเบิกเรื่องแรงแม่เหล็ก

ไฟฟ้าอุปกรณ์ของไมเคิล ฟาราเดย์ก็สามารถสร้างได้อย่างง่าย ๆ ด้วยตนเอง แม้กระทั่งอุปกรณ์ที่นำไป

สู่การค้นพบอิเล็กตรอนซึ่งก็คือหลอดรังสีแคโทดก็ไม่ได้ซับซ้อนเมื่อเทียบกับหลอดภาพของจอคอมพิว-

เตอร์ในปัจจุบันในยุคปัจจุบันการสร้างเครื่องมือเพื่อบุกเบิกพรมแดนใหม่ในฟิสิกส์ โดยเฉพาะในส่วนของ

วิชาฟิสิกส์อนุภาคและจักรวาลวิทยาเป็นเรื่องที่ สลับซับซ้อนมาก บางโครงการอย่าง Gravity Probe B

ซึ่งเป็นดาวเทียมทำหน้าที่ ตรวจสอบทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ก็ต้องใช้เวลาในการดำเนิน

โครงการถึง 40 กว่าปี (ตั้งแต่เสนอโครงการโดย Leonard Schiff เมื่อปี ค.ศ. 1961 ซึ่งเพิ่งจะได้ปล่อย

ดาวเทียมสู่วงโคจรเมื่อปี ค.ศ. 2004 ซึ่งตัวSchiff เองก็ถึงแก่กรรมไปก่อนหน้านั้นแล้ว) โครงการบาง

โครงการก็ต้องอาศัยการร่วมมือกันในระดับนานาชาติที่ต้องสนับสนุนทั้งกำลังคนและงบประมาณ เช่น

โครงการเครื่องเร่งอนุภาค Large Hadron Collider (LHC) ที่ CERN (เป็นศูนย์วิจัยที่ปรากฏในตอนต้น

ของนิยาย เทวากับซาตาน ของ แดน บราวน์) ก็ต้องใช้อุโมงค์ใต้ดินเป็นวงแหวนที่มีเส้นรอบวงถึง 27

กิโลเมตร ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่แพงเกินกว่าที่จะเป็นโครงการที่สร้างโดยประเทศเดียว ในการที่จะเสนอ

ขออนุมัติโครงการเพื่อสร้างการทดลองใหญ่โตที่แสนแพงเช่นนี้ต้องอาศัยความรู้ทางด้าน

            ฟิสิกส์เชิงทฤษฎีช่วยเป็นอย่างมาก หลายครั้งก่อนที่จะเสนอโครงการจะต้องมีการสร้างแบบจำลอง

ที่ละเอียดและซับซ้อนเพื่อที่จะทำนายล่วงหน้าว่าเครื่องมือที่สร้างขึ้นจะวัดอะไรได้บ้างและผลการทดลองจะ

ออกมาในลักษณะใด ตัวอย่างเช่น เครื่องเร่งอนุภาค LHC ก็ต้องมีการคำนวณมาก่อนว่ามวลของอนุภาคฮิกส์ 

ทำนายจากแบบจำลองSuper Symmetryจะอยู่ในระดับพลังงานใด จะตรวจวัดได้ไหมเป็นต้น ซึ่งแน่นอนว่า

มวลของอนุภาคฮิกส์ จากแบบจำลองต่าง ๆ ก็เป็นเพียงหนึ่งในอีกหลาย ๆ ปรากฏการณ์ที่ฟิสิกส์ทฤษฎีทำทาย

ไว้ล่วงหน้าให้ได้ก่อนสร้างเครื่องเร่งอนุภาคอย่าง LHC นั่นคือ นักฟิสิกส์ในปัจจุบันต้องมั่นใจถึงระดับหนึ่ง

ว่าผลการทดลองจากโครงการต่าง ๆ จะต้องคุ้มค่ากับเงินที่ลงทุนไป จากขนาดของข้อมูลที่ได้ในแต่ละการ

ทดลองใหญ่ ๆ ในปัจจุบัน ทำให้นักฟิสิกส์ไม่สามารถทำอย่างสมัยก่อน เช่น Heinrich R. Hertz (ผู้ค้นพบ

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า) ซึ่งสามารถทำการทดลอง นำผลการทดลองไปวิเคราะห์และสร้างทฤษฎีที่อธิบายได้ด้วย

ตนเองเพียงคนเดียว ในปัจจุบันการวิเคราะห์ข้อมูลที่มาจากการทดลองขนาดใหญ่ ๆ เช่น เครื่องเร่งอนุภาค

หรือดาวเทียมสำรวจอวกาศต่าง ๆ ต้องอาศัยความร่วมมือกัน ของสถาบันวิจัยหลาย ๆ แห่งทั่วโลก ดังนั้นจึง

ไม่ใช่เรื่องแปลกในปัจจุบันที่นักฟิสิกส์บางคนอาจอุทิศเวลาทั้งหมดให้กับการวิเคราะห์ข้อมูลด้วยคอมพิวเตอร์

เพียงอย่างเดียว ซึ่งนับเป็นขั้นตอนที่สำคัญมาก

 

           ก่อนที่นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี (ซึ่งโดยมากจะไม่ทราบรายละเอียดของวิธีการทดลอง) จะนำข้อมูลที่ย่อย

แล้วไปตรวจสอบแบบจำลองที่ได้จากทฤษฎีเดิมที่มีอยู่ว่าสอดคล้องหรือแตกต่างอย่างไร ซึ่งจะนำไปสู่การ

ปรับปรุงหรือค้นพบทฤษฎีฟิสิกส์ใหม่ในที่สุดอย่างไรก็ดีกระแสหลักฟิสิกส์เชิงทดลองในปัจจุบันได้เปลี่ยนแนว

ทางจากการแสวงหาสุดเขตุแดนของทฤษฎีพื้นฐาน มาเป็นการนำเอาทฤษฎีพื้นฐานมาประยุกต์เป็นเทคโนโลยี

ที่สัมผัสได้ในชีวิตประจำวันมากกว่า ดังจะเห็นได้จากหัวข้อวิจัย Carbon nanotubes เป็นหัวข้อที่ได้รับการวิจัย

อย่างกว้างขวาง และมีคนให้ความสนใจมากที่สุด เมื่อประเมินจาก h index [3] ในการทดลองที่มีขนาดย่อม

ลงมา เช่นในสาขาสสารควบแน่น หรือ นาโนเทคโนโลยี นักทดลองส่วนใหญ่สามารถวิเคราะห์ข้อมูลได้เองว่า

เป็นไปตามทฤษฎีหรือไม่ และในบางครั้งก็อาจเสนอแบบจำลองใหม่ได้เองด้วย หน้าที่ของนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี

จะเป็นผู้เชื่อมโยงข้อเท็จจริงที่ได้จากในแต่ละการทดลองที่หลากหลายเข้าด้วยกัน และหาแบบจำลองหลักที่

สามารถอธิบายการทดลองได้ครอบคลุมกว้างขวางที่สุด ซึ่งรวมถึงการทดลองใหม่ ๆ ที่จะตามมาในอนาคต

การทดลองยิงแผ่นทองคำบางๆของ Rutherford

 แบบจำลองรัทเทอร์ฟอร์ด หรือ แบบจำลองอะตอมแบบดาวเคราะห์

(lang-en|Rutherford model) คือแบบจำลอง[อะตอม]ที่คิดขึ้นโดย

[เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด] โดยแปลความจาก[การทดลองของไกเกอร์-มาร์สเดน]

ในปี ค.ศ. 1909 ซึ่งนำไปสู่การวิเคราะห์ปี 1911 ของรัทเทอร์ฟอร์ด ว่า

[แบบจำลองอะตอมของทอมสัน|แบบจำลองอะตอมแบบขนมปังลูกเกด]ของ

[เจ. เจ. ทอมสัน] นั้นไม่ถูกต้อง แบบจำลองใหม่ของรัทเทอร์ฟอร์ดสร้างขึ้นจาก

ผลลัพธ์จากการทดลอง มีคุณลักษณะใหม่คือมีประจุที่เกาะกลุ่มกันอย่างหนาแน่น

ตรงใจกลางภายในพื้นที่ขนาดเล็กมาก ๆ เมื่อเทียบกับส่วนที่เหลือของอะตอม

ซึ่งเป็นจุดที่รวมของ[มวลอะตอม]เกือบทั้งหมดเอาไว้ (นั่นคือบริเวณ[นิวเคลียสอะตอม)

 

 

 

 

รูปแสดงการทดลองยิงแผ่นทองคำบางๆด้วยรังสีแอลฟาเพื่ออธิบายโครงสร้างอะตอมพบว่าอนุภาคแอลฟาจะเบนออกได้บ้างถ้าเป็น Thonso's atomic model แต่การที่อนุภาคแอลฟากระดอนออกเป็นมุมโต ๆ ได้รัทเทอร์ฟอร์ดจึงสรุปโครงสร้างอะตอมตามรูปด้านซ้าย

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

โครงสร้างอิเล็กตรอนของอะตอม เขาแทบไม่ได้พูดถึงแบบจำลองอะตอม

ก่อนหน้านี้ที่บอกถึงอิเล็กตรอนวิ่งวนรอบนิวเคลียสในลักษณะเหมือนดาวเคราะห์โคจร

รอบดวงอาทิตย์ หรือวงแหวนรอบดาวเคราะห์ (เช่นดาวเสาร์) ความสนใจหลักของ

รัทเทอร์ฟอร์ดมุ่งไปที่มวลส่วนใหญ่ของอะตอมซึ่งอยู่ในแกนกลางที่เล็กมาก ๆ ทำให้

มองเห็นภาพแบบจำลองแบบดาวเคราะห์ได้ชัดเจนกว่าที่เคยเป็นมา เช่น แกนกลาง

เป็นพื้นที่บรรจุมวลส่วนใหญ่ของอะตอม ในลักษณะเดียวกับที่[ดวงอาทิตย์]เป็นมวล

ส่วนใหญ่ของ[ระบบสุริยะ] ในภายหลังแบบจำลองรัทเทอร์ฟอร์ดได้รับการ[แบบจำลอง

ของบอร์|ปรับแก้ให้ถูกต้องยิ่งขึ้น]โดย[นีลส์ บอร์]

 

ฟิสิกส์เชิงทฤษฎี

ฟิสิกส์เชิงทฤษฎี (theoretical physics)

คือการสร้างแบบจำลองทางความคิดโดยหลักการทางคณิตศาสตร์ นำไปสู่การสร้างทฤษฎีทางฟิสิกส์

โดยมีการทดลองทดสอบความถูกต้องของทฤษฎีในภายหลัง นักฟิสิกส์ในยุคปัจจุบัน หาได้ยากมาก

ที่จะมีความชำนาญและเชี่ยวชาญในฟิสิกส์ทั้งสองประเภท (โดยนักฟิสิกส์รุ่นหลังที่มีความสามารถสูง

ทั้งสองด้าน ที่พอจะยกตัวอย่างได้คือเอนริโก แฟร์มี) ซึ่งตรงกันข้ามกับนักทฤษฎีเคมีหรือนักทฤษฎี

ชีววิทยา ที่มักจะมีความสามารถด้านทดลองด้วย

ทฤษฎี

หัวข้อหลักในทฤษฎี

หลักการที่สำคัญของทฤษฎี

กลศาสตร์ดั้งเดิม

(Classical Physics)

กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันกลศาสตร์แบบลากรางช์กลศาสตร์แบบแฮมิลโตเนียนทฤษฎีเคออสเวลาการเคลื่อนที่ความยาวความเร็วมวลโมเมนตัมแรงพลังงาน

โมเมนตัมเชิงมุมทอร์กกฎการอนุรักษ์

การสั่นแบบฮาร์โมนิกคลื่นงานกำลัง,

 

ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า

ไฟฟ้าสถิตไฟฟ้าแม่เหล็กสมการของแมกซ์เวลล์แสง

ประจุไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าสนามไฟฟ้าสนามแม่เหล็กสนามแม่เหล็กไฟฟ้าการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าแม่เหล็กขั้วเดียว

อุณหลศาสตร์ 

และ กลศาสตร์สถิติ

เครื่องจักรความร้อนทฤษฎีจลน์

ค่าคงที่ของโบลทซ์มันน์เอนโทรปีพลังงานอิสระความร้อนพาร์ทิชันฟังก์ชันอุณหภูมิ

ทฤษฎีควอนตัม

สมการเส้นปลายร่วมสมการของชเรอดิงเงอร์ทฤษฎีสนามควอนตัม

แฮมิลโตเนียนอนุภาคสมมูลค่าคงที่ของพลังค์ควอนตัมเอนแทงเกิลเมนต์การสั่นแบบควอนตัมฮาร์โมนิกฟังก์ชันคลื่นพลังงานต่างศูนย์

ทฤษฎีสัมพัทธภาพ

ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป

โมเมนตัมที่สี่กรอบอ้างอิงเฉื่อยกาลอวกาศความเร็วแสงหลักแห่งความสมมูลสมการสนามของไอน์สไตน์ความโค้งของกาลอวกาศเทนเซอร์พลังงาน-โมเมนตัมSchwarzschild metricตัวคูณลอเรนทซ์หลุมดำ

สาขาหลักในฟิสิกส์

งานวิจัยฟิสิกส์ปัจจุบันแบ่งย่อยออกเป็นสาขาต่าง ๆ ซึ่งศึกษาธรรมชาติในแง่มุมที่ต่างกัน ฟิสิกส์ของสารควบแน่น 

เป็นวิชาซึ่งศึกษาคุณสมบัติของสสารในชีวิตประจำวันเช่นของแข็งและของเหลวจากระดับอันตรกิริยาระหว่าง

อะตอมขึ้นมา และประเมินกันว่าเป็นสาขาที่กว้างขวางที่สุดของฟิสิกส์ปัจจุบันสาขาฟิสิกส์อะตอม โมเลกุล และ

ทัศนศาสตร์ ศึกษาพฤติกรรมของอะตอมและโมเลกุล และรูปแบบที่แสงถูกดูดกลืนและปล่อยออกจากอะตอมและ

โมเลกุลฟิสิกส์อนุภาค หรือที่รู้จักกันในชื่อฟิสิกส์พลังงานสูง ซึ่งเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของอนุภาคระดับเล็กกว่า

อะตอม เช่นอนุภาคพื้นฐานที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานของสสารทั้งหมด ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ประยุกต์ใช้กฎทาง

ฟิสิกส์เพื่ออธิบายปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ต่าง ๆตั้งแต่ดวงอาทิตย์และวัตถุในระบบสุริยะไปจนถึงตัวเอกภพ

ทั้งหมด

สาขา

สาขาย่อย

ทฤษฎีหลัก

หลักการที่สำคัญ

ฟิสิกส์ดาราศาสตร์

จักรวาลวิทยาวิทยาศาสตร์ของดวงดาวฟิสิกส์พลาสมา

บิ๊กแบงการพองตัวของจักรวาลสัมพัทธภาพทั่วไปกฎความโน้มถ่วงสากล

หลุมดำรังสีไมโครเวฟพื้นหลัง

ของจักรวาลกาแลคซีความโน้มถ่วงคลื่นความโน้มถ่วงดาวเคราะห์ระบบสุริยะดาวฤกษ์

ฟิสิกส์อะตอม โมเลกุล และทัศนศาสตร์

ฟิสิกส์อะตอมฟิสิกส์โมเลกุลฟิสิกส์ทัศนศาสตร์โฟตอนิกส์

ทฤษฎีควอนตัม,ทฤษฎีสนามควอนตัมพลศาสตร์ไฟฟ้าควอนตัม

อะตอมการกระเจิงรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าเลเซอร์โพลาไรเซชัน

เส้นสเปกตรัม

ฟิสิกส์อนุภาค

ฟิสิกส์ของเครื่องเร่งอนุภาคฟิสิกส์นิวเคลียร์

แบบจำลองมาตรฐานทฤษฎีการรวมแรงครั้งใหญ่ทฤษฎีเอ็ม

อันตรกิริยาพื้นฐาน (อันตรกิริยาโน้มถ่วงอันตรกิริยาแม่เหล็กไฟฟ้าอันตรกิริยานิวเคลียร์อย่างอ่อนอันตรกิริยานิวเคลียร์อย่างแรง) , อนุภาคมูลฐานปฏิยานุภาคสปินการทำลายความสมมาตรแบบทั่วไปทฤษฎีสรรพสิ่งพลังงานสุญญากาศ

ฟิสิกส์ของสสารควบแน่น

ฟิสิกส์สถานะของแข็งฟิสิกส์วัสดุฟิสิกส์พอลิ

เมอร์

ทฤษฎีบีซีเอสคลื่นบลอกก๊าซแฟร์มีของเหลวแฟร์มีทฤษฎีหลายวัตถุ

สถานะ (ก๊าซของเหลวของแข็ง

การควบแน่นโบซ-ไอน์สไตน์ตัวนำยิ่งยวดของไหลยวดยิ่ง) , สภาพการนำไฟฟ้าความเป็นแม่เหล็กการจัดการตนเองสปิน

การทำลายความสมมาตรแบบทั่วไป

 

เนื้อหาอื่นๆ...

  1. Innovation Physics Nuclear