10 יישומים של פיזיקה בחיי היומיום - מַדָע - 2025

חלק מהיישומים של הפיזיקה בחיי היומיום הם רבים. כלים רפואיים מסוימים, כגון צילומי רנטגן למשל או פעולות לייזר, לא היו מתאפשרים בלי ענף מדעי זה, כמו גם חפצים יומיומיים יותר כמו טלפונים, טלוויזיות וכמעט כל המכשירים האלקטרוניים.

מצד שני, ללא פיזיקה מטוסים לא יכלו לעוף, מכוניות לא יכלו להתגלגל ולא ניתן היה לבנות בניינים. כמעט כל הדברים קשורים לפיזיקה בצורה כזו או אחרת.

לפיזיקה תחומי לימוד רבים אשר יישומיהם הם בחיי היומיום של בני האדם. הנפוצים ביותר הם אסטרופיזיקה, ביו-פיזיקה, פיזיקה מולקולרית, אלקטרוניקה, פיזיקת החלקיקים ותורת היחסות, בין היתר.

פיזיקה היא מדע הטבע המערב לימוד חומר ותנועות והתנהגויותיו במרחב ובזמן.

הוא גם חוקר מושגים קשורים, כמו אנרגיה וכוח. זהו אחד הענפים הבסיסיים ביותר בתחומי המדע; המטרה הגדולה ביותר של הפיזיקה היא להבין כיצד היקום מתנהג.

10 יישומים של פיזיקה

1 - אלקטרומגנטיות

תחום זה של הפיזיקה חוקר כוח אלקטרומגנטי, סוג של אינטראקציה גופנית המתרחשת בין חלקיקים טעונים חשמליים.

כוח אלקטרומגנטי מוצג בדרך כלל בשדות אלקטרומגנטיים כמו שדות חשמליים, שדות מגנטיים, ואור. זהו אחד מארבע האינטראקציות הבסיסיות של הטבע.

הכוח האלקטרומגנטי ממלא תפקיד גדול בקביעת התכונות הפנימיות של רוב העצמים המשמשים בחיי היומיום.

חומר רגיל לובש את צורתו כתוצאה מכוחות בין-מולקולריים בין אטומים ומולקולות בודדות בחומר, מהווה ביטוי לכוח האלקטרומגנטי.

ההשלכות התיאורטיות של האלקטרומגנטיות הביאו להתפתחות היחסות המרחבית על ידי אלברט איינשטיין בשנת 1905.

כל הציוד החשמלי בו אנו משתמשים בחיי היומיום קשור לאלקטרומגנטיות. מתנורי מיקרוגל, מאווררים חשמליים ופעמוני דלת חשמליים ועד שעוני מעורר.

2- פיזיקה אטומית

תחום זה חוקר אטומים כמערכת מבודדת של אלקטרונים וגרעין אטומי. זה עוסק בעיקר בסידור או במיקום האלקטרונים סביב הגרעין ובתהליך בו הסדרים הללו משתנים. זה כולל גם יונים ניטרלים אטומים.

המונח פיזיקה אטומית יכול להיות קשור לכוח גרעיני וכלי נשק גרעיניים, אם כי פיזיקה גרעינית עוסקת רק בגרעיני האטומים.

באופן כללי בתחומים מדעיים נחשב ההקשר הרחב יותר בין ענפים שונים; רק מחקרים מדעיים הם כל כך ספציפיים.

3 - מכניקה קוונטית

תורת הקוונטים, שהוחזרה בשנת 1920, היא הבסיס התיאורטי של הפיזיקה המודרנית המסבירה את טיבם והתנהגותם של חומר ואנרגיה ברמה אטומית ותת-אטומית. תחום זה נקרא פיזיקת הקוונטים או מכניקת הקוונטים.

יישומים של תורת הקוונטים כוללים כימיה קוונטית, מגנטים מוליכים-על, לייזרים, מעבדים מיקרו, הדמיית תהודה מגנטית ומיקרוסקופים אלקטרונים. זה גם מסביר תופעות אנרגיה ביולוגיות ופיזיות רבות.

מכניקת הקוונטים הצליחה מאוד להסביר רבים מתכונות היקום. זה בדרך כלל הכלי היחיד לחשיפת ההתנהגויות האישיות של החלקיקים התת-אטומיים המרכיבים את כל צורות החומר.

זה השפיע גם על תיאוריות המיתרים, המועמדים לתיאוריה של הכל. היבטים רבים של טכנולוגיה פועלים ברמות בהן השפעות קוונטיות משמעותיות.

מספר גדול של מכשירים אלקטרוניים מתוכננים על בסיס מכניקת קוונטים; לייזרים, מיקרו-שבבים, מתגי אור, כונני עט, מחשבים וציוד טלקומוניקציה אחר.

התקדמות חדשה בתחום פועלת לשיפור הקריפטוגרפיה הקוונטית. מטרה נוספת בתחום זה היא פיתוח מחשבים קוונטיים; הם צפויים לעבד משימות הרבה יותר מהר מאשר מחשבים קלאסיים.

4 - תורת היחסות

בתורת היחסות שלו קבע איינשטיין כי חוקי הפיזיקה זהים לכל הצופים. הוא גם קבע כי מהירות האור זהה, ללא קשר למהירות בה צופה הצופה.

אחת ההשפעות של תיאוריה זו היא שצופים שונים הנוסעים במהירויות שונות יכולות לקבל פרספקטיבות שונות על אותו אירוע; עם זאת כל התצפיות נכונות.

תיאוריה זו מיושמת בהיבטים רבים בחיי היומיום. מערכות GPS מסתמכות על כך שהיא תפעל, למשל.

אלקטרומגנטים אפשריים גם בזכות היחסות. טלוויזיות ישנות יותר, או כאלה ללא מסכי פלזמה, עבדו גם עם מנגנון המבוסס על תורת היחסות.

5 - לייזרים

לייזר הוא מכשיר הפולט אור מונוכרומטי בתהליך הגברה אופטי המבוסס על פליטה מעוררת של פרוטונים. עקרונות התקני הלייזר מבוססים על מכניקת הקוונטים.

למכשירי לייזר יש יישומים רבים גם בתחומי המדע, הצבא, הרפואה וגם בתחום המסחרי.

פוטוכימיה, סורקי לייזר, היתוך גרעיני, מיקרוסקופים, ניתוחים קוסמטיים, ניתוחי עיניים וניתוחים שיניים הם רק כמה תחומים המשתמשים גם בלייזרים.

בתעשייה המסחרית הם משמשים לחיתוך חומרים, קידוחים והדפסות; הם גם מקור אור למקרני סרטים.

6- פיזיקה גרעינית

פיזיקה גרעינית היא תחום הפיזיקה הבוחנת את גרעיני האטומים, מרכיביהם ואינטראקציותיהם.

נלמדים גם צורות אחרות של חומר גרעיני. פיזיקה גרעינית אינה זהה לפיזיקה אטומית, תחום הבוחן את האטום כולו ואת האלקטרונים שלו.

תגליות בפיזיקה גרעינית הובילו ליישומה בתחומים רבים. שדות אלה כוללים כוח גרעיני, נשק גרעיני, רפואה גרעינית, איזוטופים תעשייתיים וחקלאיים, שתלי יונים בחומרים הנדסיים ותיארוך רדיואן.

7- אווירודינמיקה

ענף זה של הפיזיקה חוקר את אופן ההתנהלות של האוויר ואת הקשר שיש לו כאשר אובייקט עובר דרכו.

בלעדיו, מטוסים, רקטות, מכוניות או גשרים מעולם לא היו יכולים להיות מתוכננים כדי לשרוד הוריקנים. להבין כיצד לעבור נוזל במהירות וביעילות זה תפקיד האווירודינמיקה.

אוויר הוא נוזל וכדי לעבור דרכו במהירות אתה צריך לעשות זאת ברכב ארוך ודק.

בדרך זו אתה יכול ליצור כמה שפחות התנגדות ללכת מהר. באותה דרך בה בני האדם מתקדמים בים מהר יותר אם הם שוחים אופקית; מסיבה זו מטוסים ורכבות הם בצורת צינור.

8- פיזיקה מולקולרית

פיזיקה מולקולרית היא חקר התכונות הפיזיקליות של מולקולות, הקשרים הכימיים בין האטומים והדינמיקה המולקולרית.

טכניקות הניסוי החשובות ביותר שלו הן הסוגים השונים של הספקטרוסקופיה. תחום זה קשור קשר הדוק לפיזיקה אטומית ויש לו הרבה דברים המשותפים לכימיה תיאורטית, כימיה פיזיקלית וכימיה.

ענף פיזיקה זה מודד את תכונות הסיבוב והרטט של קשת המולקולות, את המרחקים בין גרעיני המולקולות ותכונותיהם, בין היתר.

9- אסטרופיזיקה

ענף אסטרונומיה זה משלב את עקרונות הפיזיקה והכימיה כדי לגלות את טבעם של גופי שמים ולא את עמדותיהם או תנועותיהם בחלל.

מושאי המחקר כוללים את השמש, כוכבים אחרים, גלקסיות, כוכבי לכת חוץ-סולאריים והרקע הקוסמי הבין-גלקטי.

פליטותיו נבדקות על פני כל חלקי הספקטרום האלקטרומגנטי והתכונות שנבדקו כוללות בהירות, צפיפות, טמפרטורה והרכב כימי.

אסטרופיזיקה היא תחום רחב מאוד, ולכן אסטרופיסיקאים מיישמים בדרך כלל תחומי פיזיקה רבים כמו מכניקה, אלקטרומגנטיות, תרמודינמיקה, מכניקת קוונטים, תורת היחסות, פיזיקה גרעינית, פיזיקת חלקיקים, פיסיקה אטומית, פיזיקה מולקולרית.

בפועל, מחקר מודרני כרוך בעבודות פיזיקה תצפיתיות רבות. כמה תחומי לימוד שהם מנסים לקבוע כוללים את המאפיינים של חומר אפל, חורים שחורים, האם מסע בזמן אפשרי, האם חולי תולעת יכולים להיווצר, האם ריבוי הגוונים קיים, ומקורו וגורלו של היקום.

אסטרופיסיקאים חוקרים גם את היווצרותה והתפתחותה של מערכת השמש, היווצרות גלקסיות, קרניים קוסמיות ופיזיקה של חלקיקים אסטרוקרטיים.

10- תרמודינמיקה

תחום זה בפיזיקה עוסק בחום ובטמפרטורה וביחסיהם לאנרגיה ועבודה. התנהגות תכונות אלה כפופה לארבעת החוקים של התרמודינמיקה.

תרמודינמיקה מיושמת בענפים רבים של מדע והנדסה, בעיקר בכימיה טהורה, הנדסה כימית והנדסת מכונות.

תחומי היישום שלו כוללים תרמודינמיקה ביולוגית, תרמודינמיקה של חור שחור, פסיכומטריה, תרמודינמיקה קוונטית, ותרמודינמיקה סטטיסטית.

הפניות

1. איך הפיזיקה קשורה לחיי היומיום? מגדלים ושאלות. התאושש מ- reference.com.
2. מהם ענפי המשנה של הפיזיקה? מגדלים ושאלות. התאושש מ- reference.com.
3. פנינמן מרצה בפיזיקה (1964). היפותזה אתומית. אדיסון-ווסלי. לָנוּ. התאושש מ feynmanlectures.caltech.edu.
4. כיצד אלקטרומגנטיות שינתה את עולמנו. יישומים מסחריים. התאושש מ- brighthubengineering.com.
5. תורת היחסות הכללית של אינשטיין: הסבר מפושט. התאושש מ- space.com
6. 4 דרכים בהן אתה יכול לראות יחסיות בחיי היומיום. פיזיקה. התאושש מ- iflscience.com
7. יישומים של מכניקת הקוונטים. התאושש מ- boundless.com.
8. יישומי לייזר מכוונים. (2009) מהדורה שנייה. בוקה רטון, ארצות הברית. התאושש מ- crcpress.com.
9. אווירודינמיקה: מבוא (2016) הסבירו את הדברים האלה. התאושש מ- declarthatstuff.com.
10. חשיבות המחקר האסטרופיזי והקשר של האסטרופיזיקה למדעי המדינה האחרים (1987) המסע האסטרופיזי. התאושש מ- adsabs.harvard.edu.
11. תחומי מיקוד - מדע נאס"א. התאושש מ- nasa.gov.
12. תורת הקוונטים. הַגדָרָה. מה זה. התאושש מה- whatis.techtarget.com.