ความสำคัญของฟิสิกส์ในโลกสมัยใหม่

ฟิสิกส์เป็นอันดับสองรองจากคณิตศาสตร์ในด้านความบริสุทธิ์ของหลักการ ฟิสิกส์อธิบายว่าโลกธรรมชาติทำงานอย่างไรโดยใช้สูตรทางคณิตศาสตร์ประยุกต์ มันเกี่ยวข้องกับกองกำลังพื้นฐานของจักรวาลและวิธีที่พวกมันโต้ตอบกับสสารที่มองทุกอย่างตั้งแต่กาแล็กซี่และดาวเคราะห์ไปจนถึงอะตอมและควาร์กและทุกสิ่งในระหว่างนั้น วิทยาศาสตร์ธรรมชาติอื่นๆ ทั้งหมดมาจากฟิสิกส์ เคมีเป็นหลักฟิสิกส์ประยุกต์และชีววิทยาเป็นหลักเคมีประยุกต์ ทฤษฎีฟิสิกส์มีหน้าที่รับผิดชอบในการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เร่งความก้าวหน้าในคอมพิวเตอร์สมัยใหม่และสื่ออิเล็กทรอนิกส์

หนึ่งในการค้นพบที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่มนุษย์เคยทำคือไฟฟ้า ด้วยความเข้าใจที่ถูกต้องเกี่ยวกับฟิสิกส์ เราจึงสามารถควบคุมมันเป็นสิ่งที่มีประโยชน์สำหรับไฟฟ้า ซึ่งเป็นเพียงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมาก โดยการสร้างค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าผ่านบางอย่างง่ายๆ อย่างแบตเตอรี่ เราสามารถทำให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ได้ ซึ่งเป็นพื้นฐานของไฟฟ้าทั้งหมด อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ให้พลังงานแก่วงจรที่อนุญาตให้วิทยุ โทรทัศน์ ไฟ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ทำงาน

ทรานซิสเตอร์เป็นส่วนพื้นฐานที่สุดของคอมพิวเตอร์ที่อนุญาตให้สร้างชิปคอมพิวเตอร์และเป็นเชื้อเพลิงแก่คอมพิวเตอร์ ทรานซิสเตอร์ได้รับการพัฒนาผ่านความก้าวหน้าในฟิสิกส์สถานะของแข็ง—การประดิษฐ์เซมิคอนดักเตอร์ เซมิคอนดักเตอร์เป็นเพียงชิ้นส่วนขององค์ประกอบที่ทำหน้าที่แตกต่างกันภายใต้อุณหภูมิและแรงดันไฟฟ้าที่ต่างกัน ซึ่งหมายความว่าเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน สารกึ่งตัวนำสามารถเก็บข้อมูลได้ ซึ่งถูกเก็บไว้เพราะจนกว่าคุณจะใช้แรงดันไฟฟ้าเพื่อเปลี่ยนเซมิคอนดักเตอร์จะส่งเอาต์พุตสูงหรือต่ำ แรงดันไฟฟ้า. ไฟฟ้าแรงสูงตีความว่าเป็น 1 วินาที และแรงดันไฟต่ำตีความว่าเป็น 0 ด้วยระบบที่เรียบง่ายนี้ คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องสามารถจัดเก็บข้อมูลในทรานซิสเตอร์ขนาดเล็กจำนวนหลายพันล้านตัว

ความก้าวหน้าของเครื่องบินมีสาเหตุหลักมาจากความก้าวหน้าทางฟิสิกส์ เครื่องบินสามารถบินได้ตามสูตรพลศาสตร์ของไหลของเบอร์นูลลี จำนวนคนที่เครื่องบินสามารถบรรทุกได้นั้นแปรผันตามปริมาณของแรงขับที่เครื่องบินจะสร้างขึ้นได้ นี่เป็นเรื่องจริงเพราะแรงผลักผลักปีกไปข้างหน้าและอากาศโค้งเหนือปีกและทำให้ยกขึ้น อากาศที่โค้งงอเหนือปีกทำให้เกิดพื้นที่ความกดอากาศต่ำ และอากาศที่เคลื่อนที่ช้าลงภายใต้ปีกจะดันขึ้นไปที่ด้านล่างของปีก ยิ่งลมเร็ว แรงยกก็จะยิ่งมากขึ้น และเครื่องบินรับน้ำหนักได้มากเท่านั้น

วิทยาศาสตร์จรวดอาศัยฟิสิกส์เป็นหลัก ได้มาจากสูตรของแรงขับและการเผาไหม้โดยตรงจากมัน แรงของการเผาไหม้เป็นปริมาณที่วัดได้ และสามารถบังคับแรงผ่านหัวฉีดเพื่อสร้างแรงขับที่ทราบได้ ด้วยสมการที่รู้ได้เหล่านี้ เราสามารถคำนวณแรงผลักดันที่จำเป็นเพื่อให้ได้การลอยตัว สุญญากาศของอวกาศเอาชนะได้ด้วยความเข้าใจในแรงกดดัน แรงดันต่ำภายนอกเรือจะต้องเอาชนะผ่านการผนึกกำลังที่เหมาะสม เราสามารถใช้การคำนวณแรงดันเพื่อคำนวณความแข็งแรงของซีล โดยสรุป การบินในอวกาศเป็นหนึ่งในความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ที่สุด อนาคตของมนุษยชาติถูกกำหนดโดยความเข้าใจในฟิสิกส์

ระเบิดนิวเคลียร์ซึ่งเป็นหนึ่งในอาวุธที่ทรงพลังที่สุดที่มนุษย์มีอยู่นั้นเกี่ยวข้องโดยตรงกับฟิสิกส์ ระเบิดปรมาณูใช้กระบวนการที่เรียกว่าฟิชชันเพื่อแยกอะตอมหนักออกจากกัน กระบวนการนี้ช่วยให้เราสามารถปลดล็อกพลังงานที่มีอยู่ในสสารได้ ความเข้าใจในสสารนี้ยังมีความเป็นไปได้ที่ทำให้เราสามารถผลิตพลังงานจำนวนมหาศาลที่เราสามารถควบคุมได้เพื่อจุดประสงค์ที่ไม่ใช่ทางทหาร นอกจากนี้ ฟิวชันหรือการรวมกันของอะตอมต่างๆ อาจเป็นทางออกในอนาคตสำหรับความต้องการด้านพลังงานทั้งหมดของเรา