Physik

Die Physik (aus dem griechischen) ist die Wissenschaft von den Naturvorgängen im Bereich der unbelebten Materie sowie von deren Eigenschaften, die sich experimentell erforschen, messen und mathematisch darstellen lassen und allgemein gültigen Gesetzen unterliegen. Insbesondere untersucht die Physik die Zustandsformen der Materie, ihre Struktur und Bewegung (Veränderung) sowie die diese hervorrufenden Kräfte und Wechselwirkungen. Die Physik ist eine der exakten Naturwissenschaften und nimmt eine zentrale Stellung ein, weil die physikalischen Gesetzmäßigkeiten auch die Grundlage zum Verständnis der in anderen Naturwissenschaften beobachteten Naturvorgänge bilden. In der experimentellen Physik liegen die Schwerpunkte in der messenden Beobachtung physikalischer Phänomene, während sich der theoretische Physiker vornehmlich mit der mathematischen Formulierung der in der Experimentalphysik gefundenen Erkenntnisse und der Ableitung der zugrunde liegenden Gesetze beschäftigt.

Im Folgenden ist eine Übersicht über die Einteilung der klassischen Physik.

Mechanik

Die Mechanik ist die Lehre von den Kräften, Bewegungen und dem Zusammenhang, der zwischen diesen besteht. Sie wird unterteilt in Statik, Kinematik und Dynamik. Die Statik untersucht die Gleichgewichtszustände zwischen Kräften. In der Kinematik werden Bewegungsvorgänge beschrieben, ohne sich mit ihren Ursachen zu befassen. Die Dynamik dagegen untersucht die Wechselwirkung zwischen Bewegung und Kräften.

Akustik

Die Akustik ist die Lehre vom Schall, von seiner Entstehung, Ausbreitung und Wahrnehmung. Die physikalische Akustik befasst sich mit allen mechanischen Schwingungen und Wellenerscheinungen in Stoffen (vor allem in der Luft), deren Frequenzen zwischen etwa 16 und 20.000 Hertz liegen (untere und obere Hörgrenze des Menschen) und die als Schall wahrgenommen werden.

Thermodynamik

Die Thermodynamik ist die Wärmelehre, Teilgebiet von Physik und Technik, das das Verhalten (physikalischer) Systeme allgemein bei Energieumsetzungen und speziell bei Wärmezufuhr oder Wärmeabfuhr untersucht. Die Hauptsätze der Thermodynamik sind der Energiesatz, der Entropiesatz und der "Nernstsche Wärmesatz".

Optik

Die Optik ist die Lehre vom Licht (sichtbares) und jeder diesem ähnlichen Strahlung (Infrarotlicht, Ultraviolettlicht). Sie wird in folgende Fachgebiete unterteilt: Geometrische Optik, Wellenoptik, Physikalische Optik, Quantenoptik und Physiologische Optik.

Aufgrund der modernen Physik seit 1900 wird die Physik auch in Makrophysik (enthält die Klassische P.) und Mikrophysik unterteilt. In der Klassischen Physik können alle Vorgänge anschaulich in Raum und Zeit beschrieben werden. Die Mikrophysik wird hingegen vor allem durch die Quantentheorie geprägt, die die von der Klassischen P. nicht erfassbaren Eigenschaften von Atomen und Molekülen beschreibt. Die Relativitätstheorie stellt den Übergang von der Klassischen zur modernen P. dar; ihre Gesetze sind in Makro - und Mikrophysik gültig.

Die Atomphysik untersucht Phänomene, die sich im Bereich der Elektronenhülle der Atome abspielen. Die Verbesserung der Messtechnik führte zur Entdeckung des Atomkerns und seiner Bausteine und damit zur Kernphysik sowie zur Physik der Elementarteilchen, die die Kenntnisse über den Aufbau der Materie erheblich vertieft haben. Neben dem Vordringen zu immer feineren Strukturen ist es gelungen, die mikrophysikalischen Gesetze auf größere Objekte anzuwenden, die aus sehr vielen Teilchen zusammengesetzt sind (z.B. Festkörper, Gas, Plasma). Dabei konnten viele Eigenschaften der Materie, die schon in der Klassischen P. bekannt waren, aus ihrem atomaren Aufbau abgeleitet werden.