Physik

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Physik (griech.: physica=Natur) ist die Wissenschaft von der Materie, ihren Eigenschaften und ihrem Verhalten in Raum und Zeit. Sie gilt als die grundlegende Naturwissenschaft, von der beispielsweise die Chemie oder die Ingenieurwissenschaften Teilgebiete nutzen.

Die grundlegende Aufgabe der Physik ist, das Verhalten realer Systeme mittels Modellen und Theorien zu beschreiben bzw. vorhersagbar/berechenbar zu machen. Dabei muss sich jede Theorie am Experiment messen lassen. An vielen Stellen verwendet die Physik die Sprache der Mathematik als Ausdrucksmittel – aber bei weitem nicht immer.

(Physikalische) Experimente sind das fundamentale Maß dafür, welche Theorien die Wirklichkeit angemessen beschreiben.

Die Metaphysik diskutiert (neben vielen anderen Dingen), warum die Mathematik ein geeignetes Werkzeug zur Beschreibung der Welt ist.

Die Physik läßt sich in die beiden großen Lager Experimentalphysik und Theoretische Physik aufteilen. Die Experimentalphysik deduziert aus der Natur ihre Gesetzmäßigkeiten und konstruiert daraus ein einheitliches Naturwissenschaftliches Modell. Währenddessen leitet die Theoretische Physik aus bestehenden Modellen neue Gesetzmäßigkeiten her, welche die Natur beschreiben. Oft sind beide Wege miteinander verbunden.

Die Experimente messen Größen wie Zeit, Länge, Masse, Energie, Impuls, Temperatur, Elektrische Ladung, Lichtstärke oder Stoffmenge.

In der Physik wird darauf verzichtet, Theorien als "richtig" zu bezeichnen. Wichtig ist, dass die jeweilige Theorie die beobachteten Vorgänge im Rahmen der Messgenauigkeit richtig beschreibt und möglichst auch Vorhersagen über bisher nicht Beobachtetes machen kann. Jede Vorhersage, die in späteren Experimenten tatsächlich beobachtet werden kann, ist eine Bestätigung für die Anwendbarkeit der Theorie. Eine einzige Beobachtung, die mit der Theorie nicht im Einklang steht, beweist, dass die Theorie in ihrer Anwendbarkeit eingeschränkt ist. In Fällen, in denen zwei konkurrierende Theorien X und Y sehr ähnliche Aussagen machen, spricht man dann manchmal davon, dass Theorie X durch die neue Beobachtung ein weiteres Mal bestätigt, bzw. dass Theorie Y widerlegt wurde.

Die Physik ist der Mathematik deshalb so ähnlich, weil beide versuchen, ihre Aussagen und Erkenntnisse aus möglichst wenigen, grundlegenden und einfachen Annahmen (Axiomen) herzuleiten. So lässt sich z.B. im Rahmen der klassischen Mechanik die Energieerhaltung bereits aus der Annahme herleiten, dass die Zeit homogen ist, d.h. dass es keine Rolle spielen darf, zu welchem Zeitpunkt man eine Messung durchführt, wenn man alle anderen Rahmenbedingungen gleich lässt.

Die moderne Physik leitet alle Vorgänge aus vier Grundkräften ab:

• Gravitation (=Schwerkraft)
• elektromagnetische Wechselwirkung
• schwache Wechselwirkung
• starke Wechselwirkung

Teilgebiete der Physik:

• Klassische Mechanik
• Optik
• Akustik
• Thermodynamik
• Statistische Mechanik
• Elektrodynamik
• Quantenmechanik
• Relativitätstheorie
• Quantenfeldtheorie
• Mathematische Physik
• Stringtheorie
• Teilchenphysik
• Beschleunigerphysik
• Atomphysik
• Molekularphysik
• Festkörperphysik
• Kernphysik
• Reaktorphysik
• Laserphysik
• Plasmaphysik
• Quantenelektronik
• Astronomie, Astrophysik
• Biophysik

Weiterhin zerfällt das Arbeitsgebiet der Physik traditionell in die Experimentalphysik und die Theoretische Physik, die sich durch die verwendeten Methoden unterscheiden, sowie die Angewandte Physik.

Siehe auch

• Physiker
• Einheitensystem
  • SI-Einheiten
• Naturgesetz
• Naturkonstante

Weblinks:

• Kategorie "Physik" beim Internet-Katalog dmoz.de
• Physik-Portale: physik.de, pro-physik.de PhysNet
• http://www.uni-magdeburg.de/avp/physik_im_www.htm - gute Physik-Linkseite
• http://www.ptb.de/de/blickpunkt/interviews/_index.html - Was ist Physik? Antworten prominenter Physiker
• http://www.gym-hartberg.ac.at/gym/physik/them.htm
  • Anregende Zusammenstellung wichtiger Themen der Physik
• Physikalische Kleinigkeiten Physikalisches Weblog
• Multimedia Physik Viele Links aus der Physik