Betydelsen av fysik i den moderna världen

Fysik är näst näst efter matematiken i renhet av dess principer. Fysik beskriver hur den naturliga världen fungerar genom tillämpade matematiska formler. Det handlar om de grundläggande krafterna i universum och hur de interagerar med materien och tittar på allt från galaxer och planeter till atomer och kvarkar och allt däremellan. Alla andra naturvetenskaper härrör från fysik. Kemi är i huvudsak tillämpad fysik och biologi är i huvudsak tillämpad kemi. Fysikteori är ansvarig för genombrotten inom elektronik som utlöser framstegen inom moderna datorer och elektroniska medier.

En av de största upptäckterna som mänskligheten någonsin har gjort är elektricitet. Genom en korrekt förståelse av fysik har vi kunnat utnyttja den till något användbart för el, som bara är en stor samling elektronik. Genom att skapa en spänningsdifferens genom något så enkelt som ett batteri kan vi få elektroner att röra sig, vilket är hela grunden för el. Rörande elektroner driver kretsarna som gör att radioapparater, tv-apparater, lampor och alla andra elektroniska enheter kan fungera.

En transistor är den mest grundläggande delen av en dator som har möjliggjort skapandet av datorchips och har drivit datoråldern. Transistorn utvecklades genom ett genombrott i fast tillståndsfysik - uppfinningen av halvledaren. Halvledare är helt enkelt delar av element som verkar annorlunda under olika temperaturer och spänningar. Detta betyder att vid olika applikationer av spänning kan en halvledare göras för att hålla information, som lagras eftersom en halvledare matar ut en hög eller låg tills du ansluter en spänning för att ändra den Spänning. Höga spänningar tolkas som 1s och låga spänningar tolkas som 0s. Genom detta enkla system kan alla datorer lagra information i miljarder små transistorer.

Flygplanets framsteg beror främst på framsteg inom fysik. Flygplan kan flyga enligt Bernoullis formler för flytande dynamik. Mängden människor som ett plan kan bära är proportionell mot mängden dragkraft det kan generera. Detta är sant eftersom dragkraften skjuter vingen framåt och luftkurvor över vingen och orsakar lyft. Luften som böjer sig över vingen orsakar ett område med lågt tryck och den långsammare rörliga luften under vingen skjuter upp på botten av den. Ju snabbare vinden desto mer lyft genereras och desto mer vikt kan planet bära.

Raketvetenskap bygger starkt på fysik och tar formlerna för dragkraft och förbränning direkt från den. Förbränningskraften är en mätbar kvantitet och kraften kan styras genom ett munstycke för att skapa en kännbar dragkraft. Med dessa kända ekvationer kan vi beräkna den dragkraft som behövs för att uppnå lyft. Rummets vakuum övervinns genom förståelse av tryck. Det låga trycket utanför kärlet måste övervinnas genom en tätning med rätt styrka. Vi kan använda tryckberäkningar för att räkna ut tätningens styrka. Sammanfattningsvis var rymdflykt en av de största framgångarna, mänsklighetens framtid bestämdes genom en förståelse för fysik.

Kärnbomben, ett av de mest kraftfulla vapen som mänskligheten har till sitt förfogande, är direkt relaterat till fysik. En atombomb använder en process som kallas fission för att dela upp tunga atomer. Denna process gör att vi kan låsa upp den energi som finns i materien. Denna förståelse av materia har också möjligheten att tillåta oss att producera otaliga mängder energi som vi kan utnyttja för icke-militära ändamål. Dessutom kan fusion, eller kombinationen av olika atomer, vara den framtida lösningen på alla våra energibehov.