Klassikaline füüsika

Klassikaliseks füüsikaks nimetatakse füüsika traditsioonilisi harusid ja teemasid, mis olid tuntud ja välja arenenud juba enne 20. sajandi algust: klassikaline mehaanika, akustika, optika, termodünaamika ja elektromagnetism.

Selle mõiste tähendus võib ka sõltuda kontekstist. Klassikalise füüsika teooriaid kasutatakse siis, kui moodsa füüsika üldisemad teooriad on mingi probleemi lahendamiseks liiga keerukad. Üldiselt viitab klassikaline füüsika siiski enne 20. sajandi algust loodud füüsika teooriatele ehk teooriatele, mis ei sisalda kvantmehaanikat või relatiivsusteooriat.^[1]

Klassikalise füüsika ülevaade

• Klassikaline mehaanika käsitleb liikumises olevaid kehasid ja kehasid, millele mõjuvad jõud. Klassikalist mehaanikat võib jaotada staatikaks (uurib jõudude mõju kiirenduseta liikuvatele kehadele), kinemaatika (uurib liikumist jättes kõrvale liikumise põhjused) ja dünaamika (uurib liikumist ja liikumist mõjutavaid jõude). Mehaanikat saab liigitada ka uuritavate kehade omaduste järgi tahkisemehaanikaks ja vooliste mehaanikaks, mis kokku on tuntud kui pideva keskkonna mehaanika. Tahkisemehaanika hõlmab tugevusõpetust, elastsus- ja plastsusteooriat. Vooliste mehaanika hõlmab harudena hüdrostaatikat, hüdrodünaamikat, aerodünaamikat ja pneumaatikat. Akustika uurib helide teket, levimist ja tajumist (vastuvõtmist). Olulised kaasaegsed akustika harud on teiste hulgas ultraheli (helidega seotud akustika, mille sagedus ületab keskmise inimese kuuldeläve), bioakustika (uurib loomade helide tekitamist, taju ja kasutamist) ja elektroakustika (uurib elektroonika abil kuuldavate helide mõõtmist, muutmist ja tekitamist).

• Optika, mis uurib valgust, ei piirdu vaid inimesele nähtava valguse uurimisega, vaid uurib ka infrapunakiirgust ja ultraviolettkiirgust, mis mõlemad käituvad nähtava valgusega sarnaselt (esineb samuti peegeldumine, murdumine, interferents, difraktsioon, dispersioon ja polarisatsioon).
• Soojus on energia vorm, mis tekib aineosakeste siseenergiast ning termodünaamika tegeleb soojuse ja teist liiki energia vaheliste seoste uurimisega.
• Elektrit ja magnetismi on uuritud ühe füüsika haruna pärast nende omavahelise fundamentaalselt lähedase seose avastamist 19. sajandil. Nimelt (elektrivool tekitab magnetvälja ja muutuv magnetväli tekitab elektrivälja). Elektrostaatika uurib paigalseisvaid elektrilaenguid, elektrodünaamika liikuvaid laenguid ja magnetostaatika paigalseisvaid magnetilisi pooluseid.

Erinevused klassikalise ja kaasaegse füüsika vahel

Klassikalise ja kaasaegse füüsika mõistliku rakendatavuse piiride selgitus

Füüsikas üritatakse leida kõikjal kehtivaid üldisi loodusseadusi. Samas tasub ühtesid füüsikateooriaid eelistada teistele vastavalt kirjeldatava nähtuse omadustele. Üldiselt kirjeldavad klassikalise mehaanika teooriad piisava täpsusega nähtusi, mille iseloomulikud pikkused on oluliselt suuremad aatomite suurustest ja mille liikumiskiirus on valguse kiirusest oluliselt väiksem. Kui antud tingimused ei ole täidetud, ei võimalda klassikalise mehaanika teooriad vastavaid nähtusi enam täpselt kirjeldada. Albert Einstein töötas välja erirelatiivsusteooria, mis asendas eraldiseisvad absoluutse aja ja ruumi idee ühtse aegruumiga, mille abil on võimalik täpselt kirjeldada nähtuseid, kus liikumine toimub valguse kiiruse lähedastel kiirustel. Max Planck ja Erwin Schrödinger koos teiste füüsikutega panid kirja kvantmehaanika alused, mis oma tõenäosusliku osakeste ja osakeste vastasmõjude mudelite abil tegi võimalikuks nanomõõtmetes toimuvate nähtuste kirjeldamise. Hiljem ühendati kvantmehaanika erirelatiivsusteooriaga kvantväljateoorias. Dünaamilist ja kõverustega aegruumi võimaldab üldrelatiivsusteooria, mis lubab täpselt kirjeldada väga suuremõõtmelisi ja suurte massidega süsteemide nagu universumi ehitust. Üldrelatiivsusteooriat ei ole siiani suudetud ühendada teiste alusteooriatega ja väljatöötamisel on mitu kvantgravitatsiooni kirjeldavat konkureerivat teooriat.

Vaata ka

• Klassikaline mehaanika
• Füüsika

Viited

1. Weidner and Sells, Elementary Modern Physics Preface p.iii, 1968

Välislingid

• Klassikaline ja kaasaegne füüsika