భౌతిక శాస్త్రము

(భౌతిక శాస్త్రం నుండి దారిమార్పు చెందింది)

భౌతికశాస్త్రం అనేది పదార్థాన్ని, స్థల-కాలాల ద్వారా దాని కదలికలను, ప్రవర్తనను, సంబంధిత శక్తి, బలాలను అధ్యయనం చేసే ప్రకృతి శాస్త్రం.[1] భౌతికశాస్త్రం అత్యంత ప్రాథమిక శాస్త్రీయ విభాగాలలో ఒకటి, విశ్వం ఎలా ప్రవర్తిస్తుందో అర్థం చేసుకోవడం దీని ప్రధాన లక్ష్యం. [2] [3] [4]

భౌతిక దృగ్విషయాలకు వివిధ ఉదాహరణలు

జీవ-భౌతిక శాస్త్రం మరియు క్వాంటం రసాయనిక శాస్త్రం వంటి అనేక పరిశోధనా విభాగాలతో భౌతికశాస్త్రం కలుస్తుంది, భౌతికశాస్త్రం యొక్క సరిహద్దులు కచ్చితంగా నిర్వచించబడలేదు. భౌతికశాస్త్రంలో కొత్త ఆలోచనలు తరచుగా ఇతర శాస్త్రాలు అధ్యయనం చేసే ప్రాథమిక విధానాలను వివరిస్తాయి.[5] గణితం, తత్వశాస్త్రం వంటి విద్యా విభాగాలలో కొత్త పరిశోధనా మార్గాలను సూచిస్తాయి. భౌతిక శాస్త్రంలో పురోగతి తరచుగా కొత్త సాంకేతిక పరిజ్ఞానాలలో పురోగతిని సాధిస్తుంది. ఉదాహరణకు విద్యుదయస్కాంతత్వం, ఘన-స్థితి భౌతిక శాస్త్రం, కేంద్రక భౌతికశాస్త్రం వంటి శాఖల్లో పురోగతి, టెలివిజన్, కంప్యూటర్, గృహోపకరణాలు, అణ్వాయుధాలు వంటి ఆధునిక సమాజాన్ని నాటకీయంగా మార్చిన కొత్త ఉత్పత్తుల అభివృద్ధికి దారితీసాయి; [6] ఉష్ణగతికశాస్త్ర పురోగతి పారిశ్రామికీక అభివృద్ధికి దారితీసింది; మరియు యాంత్రిక శాస్త్ర పురోగతి కలన గణితం అభివృద్ధికి ప్రేరణనిచ్చింది.

భౌతిక శాస్త్రము (ఆంగ్లం: Physics) అంటే ఏమిటి? పదార్థము (మేటర్), శక్తి (ఎనర్జీ) అనే రెండింటి మధ్య ఉండే సంబంధ బాంధవ్యాలని అధ్యయనం చేసేదే భౌతిక శాస్త్రం. శక్తి యొక్క నిజ స్వరూపాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి చేసే ప్రయత్నమే భౌతిక శాస్త్రం. ఈ శక్తి మనకి అనేక రూపాల్లో అభివ్యక్తమవుతూ ఉంటుంది. ఇది చలన రూపంలోను, వేడి రూపంలోను, వెలుగు రూపంలోను, విద్యుత్ రూపం లోను, వికిరణం రూపంలోను, గురుత్వాకర్షణ రూపంలోను – ఇలా అనేక రూపాల్లో మనకి తారసపడుతూ ఉంటుంది.

భౌతిక శాస్త్రం అంటే మన చుట్టూ వున్న ప్రకృతిలో అనేకమైన దృగ్విషయాలను గురించిన అధ్యయనం. భౌతిక శాస్త్రము విశ్వములో మౌలిక పదార్థములు, వాటి మధ్య ప్రాథమిక చర్యలను క్షుణ్ణంగా అర్థము చేసుకునే మౌలిక సూత్రాలను కూడా వివరించి, ఆ సూత్రములను బట్టి వ్యవస్థలను (systems) విశ్లేషించును.[7]భౌతికశాస్త్రము విశ్వము యొక్క అన్ని అంతర్భాగములను - క్వాంటమ్ మెకానిక్స్ తో అణువుల మధ్య చర్యలతో సహా వివరించును కనుక, భౌతిక శాస్త్రమును 'విజ్ఞాన శాస్త్రపు పునాది' అని, ఈ పునాది పై రసాయన శాస్త్రము, భూగోళ శాస్త్రము, జీవ శాస్త్రము, సామాజిక శాస్త్రములు ఉన్నవని భావించవచ్చును. మూల భౌతిక శాస్త్రములో ఆవిష్కరణల ప్రభావము విజ్ఞాన శాస్త్రములో అన్ని శాఖల పై పడును.

భౌతిక శాస్త్రము అత్యంత ప్రాచీనమైన శాస్త్రాలలో ఒకటి. 17వ శతాబ్దం నాటికి భౌతిక శాస్త్రం ఒక ఆధునిక శాస్త్రముగా ఆవిర్భవించింది. ఇందులో అత్యంత ప్రాచీనమైన ఉపశాస్త్రము ఖగోళశాస్త్రం (Astronomy) అని చెప్పుకోవచ్చు. ఈ రంగంలో పని చేసేవారిని "భౌతికశాస్త్రవేత్తలు" (Physicists) అంటారు. నేడు, భౌతికశాస్త్రం చాలా బాగా అభివృద్ధి చెందిన శాఖ. ఇందులో జరిగే పరిశోధనను నాలుగు విభాగాలలో విభజించవచ్చు: ఘనీభవించిన పదార్థ భౌతికశాస్త్రం (condensed matter physics), అణు, బణు, దృష్టి సంబంధిత భౌతికశాస్త్రం (atomic, molecular, and optical physics), ఉన్నత శక్తి భౌతికశాస్త్రం (high-energy physics), ఖగోళశాస్త్రం (astronomy).

చరిత్రసవరించు

సాంప్రదాయ యాంత్రికశాస్త్రంసవరించు

 
సర్ ఐజాక్ న్యూటన్ (1643-1727), వీరి చలన నియమాలు, సార్వత్రిక గురుత్వాకర్షణ సాంప్రదాయ భౌతికశాస్త్రంలో ప్రధాన మైలురాళ్ళు.

16, 17 శతాబ్దాలలో జరిగిన ప్రధాన పరిణామాలలో కొన్ని: సౌర వ్యవస్థ యొక్క భూగోళకేంద్రిత నమూనాను సూర్యకేంద్రిత నమూనాతో భర్తీ జరిగింది; 1609 మరియు 1619 మధ్య కెప్లర్ గ్రహాల గమనాన్ని నియంత్రించే నియమాలను నిర్ణయించాడు; టెలిస్కోపు, పరిశీలనా ఖగోళ శాస్త్రం పై గెలీలియో మార్గదర్శకమైన పని చేశాడు; న్యూటన్, తన పేరును పొందిన, చలన మరియు సార్వత్రిక గురుత్వాకర్షణ చట్టాలను ఆవిష్కరించి ఏకీకృతం చేశాడు;[8] న్యూటన్ మార్పు యొక్క గణిత అధ్యయనమైన కలన గణితాన్నీ కూడా అభివృద్ధి చేశాడు, ఇది భౌతికశాస్త్ర సమస్యలను పరిష్కరించడానికి కొత్త గణిత పద్ధతులను అందించింది. [9]

పారిశ్రామిక విప్లవం సమయంలో పెరిగిన శక్తి అవసరాలు తీర్చడానికి జరిగిన పరిశోధన ప్రయత్నాల ఫలితంగా ఉష్ణగతికశాస్త్రం, రసాయనశాస్త్రం మరియు విద్యుదయస్కాంతాల కొత్త నియమాలను కనుగొన్నారు. [10] అసాపేక్ష (సాధారణ) వేగంతో ప్రయాణించే రోజువారీ వస్తువుల కోసం సాంప్రదాయ భౌతికశాస్త్రంతో కూడిన చట్టాలు చాలా విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు, ఎందుకంటే అవి అటువంటి పరిస్థితులలో చాలా దగ్గరి ఫలితాలను అందిస్తాయి. సాధారణ పరిణామాలలో క్వాంటం మెకానిక్స్, సాపేక్షత సిద్ధాంతాలు సరళతరం చెంది వాటి సాంప్రదాయ చట్టాలుగా మారుతాయి. అయితే చాలా చిన్న వస్తువులను, చాలా ఎక్కువ వేగాలను వివరించడంలో సాంప్రదాయ యాంత్రికశాస్త్ర లోపాలు,తేడాలు 20 వ శతాబ్దంలో ఆధునిక భౌతిక శాస్త్ర అభివృద్ధికి దారితీశాయి.

 
క్వాంటం సిద్ధాంతం యొక్క మూలకర్త మాక్స్ ప్లాంక్ (1858-1947)

ఆధునిక భౌతికశాస్త్రంసవరించు

క్వాంటం సిద్ధాంతంలో మాక్స్ ప్లాంక్ పరిశోధన అలాగే ఆల్బర్ట్ ఐన్స్టీన్ యొక్క సాపేక్షత సిద్ధాంతంతో ఆధునిక భౌతికశాస్త్రం 20 వ శతాబ్దం తొలినాళ్లలో ప్రారంభమైంది. సాంప్రదాయ యాంత్రికశాస్త్రం అంచనా ప్రకారం కాంతి వేగం మారుతుంటుంది, ఇది మాక్స్వెల్ విద్యుదయస్కాంత సమీకరణలు ప్రతిపాదించే స్థిరమైన కంతి వేగానికి వ్యతిరేకం; అతి-వేగంగా కదిలే వస్తువులకు సాంప్రదాయ యాంత్రికశాస్త్రం స్థానంలో ఐన్స్టీన్ ప్రత్యేక సాపేక్షత సిద్ధాంతం చేరడంతో ఈ వ్యత్యాసం సరిదిద్దబడింది. సాపేక్షత సిద్ధాంతం కాంతి యొక్క స్థిరమైన వేగాన్ని అనుమతించింది. [11] కృష్ణవస్తు వికిరణాలు సాంప్రదాయ భౌతికశాస్త్రానికి మరో సమస్య,దీన్ని ప్లాంక్ తన క్వాంటం ప్రతిపాదనతో పరిశ్కరించాడు.

వెర్నెర్ హైసెన్‌బర్గ్, ఎర్విన్ ష్రోడింగర్, పాల్ డిరాక్ క్వాంటం యాంత్రికశాస్త్ర తొలి మార్గదర్శకులు.[12] వీరి ప్రారంభ పరిశోధన, అలాగే సంబంధిత రంగాలలో జరిగిన పరిశోధన నుండి కణ భౌతికశాస్త్ర ప్రామాణిక నమూనా ఉద్భవించింది. [13] 2012లో సెర్న్ (CERN) లో హిగ్స్ బోసాన్‌కు అనుగుణమైన లక్షణాలతో ఒక కణాన్ని కనుగొన్న తరువాత [14] ప్రామాణిక నమూనా ముందుగా సూచించిన ప్రాథమిక కణాలు మాత్రమే ఉనికిలో ఉన్నట్లు కనిపిస్తుంది; ఏది ఏమయినప్పటికీ, ప్రామాణిక నమూనాను మించిన సూపర్‌సిమ్మెట్రీ వంటి సిద్ధాంతాలలో పరిశోధన చురుకుగా జరుగుతుంది. [15] సంభావ్యత మరియు సమూహాల వంటి గణితశాస్త్ర రంగాలు ఈ రంగానికి ఎంతో ముఖ్యం.


భౌతికశాస్త్ర శాఖలుసవరించు

 
భౌతికశాస్త్ర సంస్థానాల ముఖ్య పథ్యాలు

భౌతికశాస్త్రం వివిధ విశాల ఉత్పాతముల కలయికైనప్పటికీ దాని ప్రధానమైన శాఖలు సాంప్రదాయ యంత్రశాస్త్రము (classical mechanics), విద్యుదయస్కాంతత్వం (దృష్టి విషయముతో), సాపేక్ష వాదం (relativity), తాపగతిశాస్త్రం, క్వాంటం యంత్రశాస్త్రం (quantum mechanics). ఈ నూతన ప్రసంగాలలో ప్రతి ఓక్కటీ అనేక శోధనలలో పరీక్షించబడి ప్రకృతిలో వాటి ప్రబలమైన ప్రదేశాలలో ఖండితమైన సవుతుగా నిరూపింపబడినవి. ఉదాహరణకు, సాంప్రదాయ యంత్రశాస్త్రము దినదినానుభూతిలో వస్తువుల గతిని సరిగా వర్ణిస్తుంది కాని అణు పరమాణమున క్వాంటమ్ శాస్త్రముచే కొట్టుబడిపోతుంది, అదే కాంతి వేగం చేరుకునేప్పటికి సాపేక్షస్థితి గుణములు ముఖ్యమౌతాయి. ఈ వాదాలు చాలా కాలంగా బాగా అర్ధమైనను ఈ రంగాలలో నేటికీ యెడతెగకుండా చురుకైన పరిశోధన జరుగుతతుంది. ఉదాహరణకు, సాంప్రదాయ యంత్రశాస్త్రంలో ఒక ఆశ్చర్యకర అంశమైన ఏక సంకర వాదాన్ని (chaos theory) 20వ (20th) శతాబ్దంలో, అంటే ఐస్సాక్ న్యూటను (1642-1727) (1642-1727) యంత్రశాస్త్ర ఆదిమ రూపావిష్కరణ చేసిన 3 శతాబ్దాల తరువాత, అభివృద్ద్ధి చేశారు. ఈ ప్రధానాంశములయిన సిధ్ధాంతాలు మరింత ప్రత్యేకమైన విషయాల పరిశీలన, పరిశోధనకు ఆధారముగా ఉపయోపడును.

సాంప్రదాయ యంత్రశాస్త్రముసవరించు

సాంప్రదాయ యంత్రశాస్త్రము వస్తువుల మీద ప్రసరించే బలముల (forces) యొక్క భౌతిక లక్షణమును అధ్యయనం చేసింది. దీనిని తరచుగా "న్యూటోన్ యొక్క యంత్రశాస్త్రము" (Newtonian Mechanics) అని ఐస్సాక్ న్యూటను పేరుతో, ఆయన చెప్పిన గమన శాశనాలతో (laws of motion) జత చేర్చి చెప్పెదరు. యంత్రశాస్త్రమును మూడు భాగాలుగా చేస్తే మొదటిది స్టాటిక్స్ (statics) అనగా గమనము, చలనము లేని వస్తువుల లక్షణమును అధ్యయనం చేసేది, రెండవది కినమాటిక్స్ (kinematics) అనగా గమనములోనున్న వస్తువుల వస్తువుల లక్షణమును అధ్యయనం చేసేది, మూడవది డైనమిక్స్ (dynamics) అనగా బలముకు లోబడ్డ వస్తువుల చలన లక్షణమును అధ్యయనం చేసేది. యెడతెగని మార్పుచెందే వస్తువుల యంత్రశాస్త్రమును కంటిన్యువం యంత్రశాస్త్రం (continum mechanics) అని అంటారు ఇందులో పదార్థ స్థితిబట్టి దృఢ యంత్రశాస్త్రము (solid mechanics), ద్రవ్య యంత్రశాస్త్రము (fluid mechanics) అని విభజించవచ్చు. ద్రవ్య వాయువ్య యంత్రశాస్త్రములో హైడ్రోస్టాటిక్స్ (hydrostatics), హైడ్రోడైనమిక్స్ (hydrodynamics), న్యూమాటిక్స్ (pnuematics), ఏరోడైనమిక్స్ (aerodynamics),, ఇతర రంగములు ఉన్నాయి.

భారత పురాణాలలో యంత్ర శాస్త్రంసవరించు

యంత్ర శాస్త్రం: ఈ గ్రంథం భరద్వాజ ప్రణీతము: భూమిపై ప్రయాణానికుపయోగమైన 339 వాహనాలు, నీటిపై చరించడానికికి 783 రకా పడవలు, 101 విదాలైన గాలిలో ప్రయాణించ గలిగే వాహనాల వివరాలు చెప్పబడ్దాయి. గంధర్వులు ఉపయోగించిన వాహనాల వివరాలు కూడా ఇందులో వివరించ బడ్డాయి.

అనాథ పేజీలకి లంకెలుసవరించు

మూలాలుసవరించు

  1. Maxwell 1878, p. 9 "Physical science is that department of knowledge which relates to the order of nature, or, in other words, to the regular succession of events."
  2. Young & Freedman 2014, p. 1 "Physics is one of the most fundamental of the sciences. Scientists of all disciplines use the ideas of physics, including chemists who study the structure of molecules, paleontologists who try to reconstruct how dinosaurs walked, and climatologists who study how human activities affect the atmosphere and oceans. Physics is also the foundation of all engineering and technology. No engineer could design a flat-screen TV, an interplanetary spacecraft, or even a better mousetrap without first understanding the basic laws of physics. (...) You will come to see physics as a towering achievement of the human intellect in its quest to understand our world and ourselves."
  3. Young & Freedman 2014, p. 2 "Physics is an experimental science. Physicists observe the phenomena of nature and try to find patterns that relate these phenomena."
  4. Holzner 2006, p. 7 "Physics is the study of your world and the world and universe around you."
  5. Young & Freedman 2014, p. 1 "Physics is one of the most fundamental of the sciences. Scientists of all disciplines use the ideas of physics, including chemists who study the structure of molecules, paleontologists who try to reconstruct how dinosaurs walked, and climatologists who study how human activities affect the atmosphere and oceans. Physics is also the foundation of all engineering and technology. No engineer could design a flat-screen TV, an interplanetary spacecraft, or even a better mousetrap without first understanding the basic laws of physics. (...) You will come to see physics as a towering achievement of the human intellect in its quest to understand our world and ourselves."
  6. Young & Freedman 2014, p. 1 "Physics is one of the most fundamental of the sciences. Scientists of all disciplines use the ideas of physics, including chemists who study the structure of molecules, paleontologists who try to reconstruct how dinosaurs walked, and climatologists who study how human activities affect the atmosphere and oceans. Physics is also the foundation of all engineering and technology. No engineer could design a flat-screen TV, an interplanetary spacecraft, or even a better mousetrap without first understanding the basic laws of physics. (...) You will come to see physics as a towering achievement of the human intellect in its quest to understand our world and ourselves."
  7. "physical science - Britannica Concise" (all physical sciences), Britannica Concise, 2006, Concise.Britannica.com web page: CBritannica-phys-science Archived 2007-09-15 at the Wayback Machine.
  8. Guicciardini 1999
  9. Allen 1997
  10. "The Industrial Revolution". Schoolscience.org, Institute of Physics. Archived from the original on 7 April 2014. Retrieved 1 April 2014.
  11. O'Connor & Robertson 1996a
  12. O'Connor & Robertson 1996b
  13. "The Standard Model". DONUT. Fermilab. 29 June 2001. Retrieved 1 April 2014.
  14. Cho 2012
  15. Womersley, J. (February 2005). "Beyond the Standard Model" (PDF). Symmetry. Vol. 2 no. 1. pp. 22–25. Archived (PDF) from the original on 24 September 2015.

ఇవి కూడా చూడండిసవరించు

వనరులుసవరించు