science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Belang van natuurkunde in de moderne wereld

Fysica staat op de ranglijst van wiskunde alleen in de zuiverheid van haar principes. De natuurkunde beschrijft hoe de natuurlijke wereld werkt door middel van toegepaste wiskundige formules. Het gaat over de fundamentele krachten van het universum en hoe ze omgaan met materie en kijken naar alles, van sterrenstelsels en planeten tot atomen en quarks en alles daartussenin. Alle andere natuurwetenschappen komen voort uit de natuurkunde. Chemie is in wezen toegepaste natuurkunde en biologie is in wezen toegepaste chemie. De natuurkundetheorie is verantwoordelijk voor de doorbraken in elektronica die de vooruitgang in moderne computers en elektronische media versnellen.

Elektriciteit

Een van de grootste ontdekkingen die de mensheid ooit heeft gedaan, is elektriciteit. Door een goed begrip van de natuurkunde hebben we het kunnen gebruiken als iets nuttigs voor elektriciteit, wat slechts een grote verzameling elektronica is. Door een spanningsverschil te creëren met zoiets eenvoudigs als een batterij, kunnen we elektronen laten bewegen, wat de volledige basis van elektriciteit is. Bewegende elektronen voeden de circuits die radio's, televisies, lichten en elk ander elektronisch apparaat laten werken.

Transistor

Een transistor is het meest elementaire onderdeel van een computer dat heeft gezorgd voor de creatie van computerchips en heeft het computertijdperk van brandstof voorzien. De transistor werd ontwikkeld door een doorbraak in de fysica van vaste toestand - de uitvinding van de halfgeleider. Halfgeleiders zijn eenvoudig stukjes element die anders werken onder verschillende temperaturen en spanningen. Dit betekent dat bij verschillende toepassingen van spanning een halfgeleider kan worden gemaakt om informatie vast te houden, die wordt opgeslagen omdat, totdat u een spanning toepast om deze te wijzigen, een halfgeleider een hoge of lage spanning uitvoert. Hoge spanningen worden geïnterpreteerd als 1s en lage spanningen worden geïnterpreteerd als 0s. Via dit eenvoudige systeem kunnen alle computers informatie opslaan in miljarden kleine transistors.

Vluchtinformatie

De opmars van het vliegtuig is voornamelijk te danken aan vooruitgang in de natuurkunde. Vliegtuigen kunnen vliegen volgens de Fluou Dynamics-formules van Bernoulli. Het aantal mensen dat een vliegtuig kan vervoeren, is evenredig aan de hoeveelheid stuwkracht die het kan genereren. Dit is waar omdat de stuwkracht de vleugel naar voren duwt en de lucht over de vleugel buigt en lift veroorzaakt. De lucht die over de vleugel buigt, veroorzaakt een gebied met lage druk, en de langzamer bewegende lucht onder de vleugel duwt omhoog op de bodem ervan. Hoe sneller de wind, des te meer lift er wordt gegenereerd en hoe meer gewicht het vliegtuig kan dragen.

Space Flight

De wetenschap van raketten is sterk afhankelijk van de natuurkunde, waarbij de formules voor stuwkracht en verbranding er rechtstreeks uit worden afgeleid. De kracht van de verbranding is een meetbare hoeveelheid en de kracht kan door een mondstuk worden geleid om een ​​kenbare stuwkracht te creëren. Met deze bekende vergelijkingen kunnen we de stuwkracht berekenen die nodig is om de lancering te bereiken. Het vacuüm van de ruimte wordt overwonnen door een goed begrip van de druk. De lage druk buiten het vat moet worden overwonnen door een zegel van de juiste sterkte. We kunnen drukberekeningen gebruiken om de sterkte van de verzegeling te bepalen. Kortom, ruimtevaart is een van de grootste prestaties, de toekomst van de mensheid werd bepaald door een goed begrip van de fysica.

Kernenergie

De atoombom, een van de krachtigste wapens die de mensheid heeft tot zijn beschikking, is direct gerelateerd aan de fysica. Een atoombom gebruikt een proces dat fissie wordt genoemd om zware atomen uit elkaar te halen. Dit proces stelt ons in staat de energie te ontsluiten die inherent aanwezig is in de materie. Dit begrip van materie heeft ook de mogelijkheid ons toe te staan ​​onnoemelijke hoeveelheden energie te produceren die we kunnen gebruiken voor niet-militaire doeleinden. Bovendien zou fusie, of de combinatie van verschillende atomen, de toekomstige oplossing kunnen zijn voor al onze energiebehoeften.