پیشرفت‌های حیرت‌انگیز / اهمیت فیزیک در دنیای مدرن چیست؟

فیزیک چگونگی عملکرد جهان طبیعی را از طریق فرمول‌های ریاضی کاربردی شرح می‌دهد. این علم با نیرو‌های بنیادی جهان و چگونگی تعامل آن‌ها با ماده و نگاهی همه‌جانبه از کهکشان‌ها و سیارات گرفته تا اتم‌ها و کوارک‌ها سروکار دارد.

 

تمام علوم طبیعی دیگر ناشی از فیزیک است. شیمی در اصل فیزیک کاربردی است و اساساً زیست‌شناسی، شیمی کاربردی است. نظریه‌های فیزیکی عامل پیشرفت‌های الکترونیکی است که پیشرفت‌های کامپیوتر‌های مدرن و رسانه‌های الکترونیکی را تسریع می‌کند.

الکتریسیته
یکی از بزرگترین کشف‌هایی که بشر تاکنون انجام داده، الکتریسته است. با درک صحیحی از فیزیک، ما تونسته‌ایم آن را برای استفاده‌های مفید تحت کنترل درآوریم. با ایجاد اختلاف ولتاژ مثلا باتری، می‌توانیم الکترون‌ها را به حرکت درآوریم که اساس تمام الکتریسیته است. حرکت الکترون‌ها به مداری که به رادیوها، تلویزیون‌ها، لامپ‌ها و هر وسیله برقی دیگر اجازه می‌دهد تا کار کنند، نیرو می‌هد.

ترانزیستور
ترانزیستور ابتدایی‌ترین بخش یک کامپیوتر است که اجازه ساخت تراشه‌های کامپیوتری را می‌دهد. ترانزیستور با دستیابی به فیزیک جامدات (اختراع نیمه‌رساناها) پیشرفت کرد. نیمه‌رسانا‌ها بخش‌های ساده‌ای از عناصر هستند که تحت دما و ولتاژ مختلف رفتار متفاوتی دارند. این بدان معناست که با کاربرد‌های مختلف ولتاژ، یک نیمه‌رسانا می‌تواند برای نگهداری و ذخیره اطلاعات ساخته شود، زیرا تا زمانی که ولتاژی برای تغییر اعمال نکرده‌اید، یک نیمه‌رسانا ولتاژ پایین یا بالا خارج می‌کند. ولتاژ‌های بالا بصورت ۱ (یک) و ولتاژ‌های پایین بصورت ۰ (صفر) تفسیر می‌شوند. تمام کامپیوتر‌ها از طریق این سیستم ساده، می‌توانند اطلاعات را در میلیارد‌ها ترانزیستور کوچک ذخیره کنند.

پرواز
پیشرفت هواپیما در درجه اول به پیشرفت‌های فیزیکی منجر شد. هواپیما‌ها طبق فرمول دینامیک سیال برنولی قادر به پرواز هستند. میزان افرادی که یک هواپیما قادر به حمل آن است با مقدار قدرتی که موتور می‌تواند برای پرتاب تولید کند، متناسب است. این موضوع درست است، زیرا نیروی پرتاب، بال‌ها را به جلو هل داده، هوا روی بال خمیده شده و هواپیما بلند می‌شود. هوایی که بالای بال‌ها خمیده شده باعث ایجاد فشار کمتر و حرکت آهسته‌تر هوا در زیربال شده و ‌ قسمت پایین را هل ‌می‌دهد تا هواپیما بلند شود.

پرواز فضایی
علم راکت به شدت به فیزیک متکی است و فرمول‌های رانش و احتراق مستقیماً از آن مشتق می‌شود. نیروی احتراق یک کمیت قابل اندازه‌گیری است و نیرو می‌تواند مستقیما از طریق یک نازل برای ایجاد نیروی محرکه هدایت شود. با استفاده از معادلات شناخته شده می‌توان نیروی رانش لازم برای پرتاب را محاسبه کرد. درک درست فشار نیز خلاء فضا را برطرف می‌کند. پرواز فضایی به عنوان یکی از بزرگ‌ترین دستاورد‌های آینده بشریت از طریق درک فیزیک معرفی خواهد شد.

انرژی هسته‌ای
بمب هسته‌ای، بعنوان یکی از قدرتمندترین سلاح‌های در دست بشر، مستقیما به فیزیک مرتبط است. بمب اتمی از فرآیندی به نام شکافت برای جدا کردن هسته اتم‌های سنگین استفاده می‌کند. این فرآیند به ما اجازه می‌دهد تا انرژی درونی موجود در ماده را آزاد کنیم. این درک از ماده همچنین به ما اجازه می‌دهد تا مقدار غیرقابل توصیفی از انرژی که می‌تواند برای اهداف غیرنظامی استفاده شود، تولید کنیم. بعلاوه شکافت یا ترکیب اتم‌ها مختلف می‌تواند راه‌حل آینده برای نیاز ما به انرژی باشد.