Physik
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Physik
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Die Physik ist eine Naturwissenschaft. In der Physik geht es um die Kräfte in der Natur und wie sie auf Dinge wirken. Auch die Gesetzmäßigkeiten von Bewegung sind für Physiker interessant. Ohne die Physik wäre unser technischer Fortschritt nicht denkbar.
Physiker erforschen vom Allergrößten bis zum Allerkleinsten fast alles. Sie beschäftigt sich damit, wie die Welt funktioniert, im ganz Grossen und ganz Kleinen. Physiker können erklären, was genau passiert, wenn ein Buch von einem Tisch fällt, wieso Menschen Fahrrad oder Auto fahren können, was passiert, wenn Wasser gefriert oder verdampft oder warum die Erde um die Sonne kreist. Sie untersuchen auch wie Raum und Zeit zusammenhängen.
Die Physiker versuchen, die Welt mit Gesetzmäßigkeiten und Formeln zu beschreiben, die sie mit Experimenten auf ihre Richtigkeit überprüfen. Man weiß beispielsweise, dass eine Schaukel mit langen Seilen länger braucht, um einmal hin- und her zu schwingen als eine Schaukel mit kurzen Seilen. Physiker können mit Hilfe der Mathematik diesen Zusammenhang gut berechnen.
Es gibt viel berühmte Physiker. Über einige gibt es im Klexikon schon Artikel, zum Beispiel über Albert Einstein, Galileo Galilei und Isaac Newton. Auch eine Frau ist dabei: Marie Curie.
Womit beschäftigen sich Physiker*innen?
Fast alles, was wir im Alltag erleben, hat mit Physik zu tun. Deswegen wird die gesamte Physik auch in viele Teilbereiche unterteilt, die eigene Namen haben:
- Die Lehre vom Licht ist die Optik. So sehen wir Dinge nur deshalb, weil Licht davon in unsere Augen fällt.
- Die Lehre vom Schall, also beispielsweise die Erzeugung und Verbreitung von Tönen und Klängen nennt man Akustik.
- Wie Wärme entsteht und sich verbreitet gehört zur sogenannten Wärmelehre. Dieser Bereich der Physik ist besonders wichtig, wenn es ums Energiesparen geht.
- Die Mechanik hingegen beschäftigt sich mit Kräften und den Bewegungen, die sie verursachen.
- Elektrizität und Magnetismus sind auch Teilbereiche (oder Disziplinen) der Physik. Sie bringen zum Beispiel einen Elektromotor zum Laufen.
- Sie wirken auch in den einzelnen Atomen und halten sozusagen die zusammen. Hiermit beschäftigt sich die Kernphysik oder Atomphysik. Mit den noch kleineren Bausteinen die Quantenphysik.
- Astrophysiker interessieren sich vor allem für das Weltall. DasWort „Astro“ kommt auch aus dem Lateinischen und bedeutet „Stern“.
Weitere Beispiele zu wichtigen Begriffen der Physik findet ihr weiter unten.
Wie drücken sich Physiker*innen aus?
In der Physik geht es immer um sogenannte "physikalische Größen". Das ist alles, was man messen kann: die Länge eines Weges, die Temperatur einer Flüssigkeit, die Zeit um eine Strecke zurückzulegen, die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs und andere mehr. Physiker bemühen sich, möglichst genau zu messen.
Das Ergebnis einer Messung ist ein Messwert. Dieser besteht immer aus einer Zahl und einer Maßeinheit. Viele Maßeinheiten kennt ihr: beispielsweise Meter, Millimeter für Längen, Liter für den Inhalt in einer Verpaackung, Gramm und Kilogramm für das Gewicht, Sekunde, und Stunde für die Zeit.
Bei der Elektrizität gibt es Volt, Watt oder Ampère, die alle nach berühmten Physikern heißen.
Damit die Physiker nicht lange Texte schreiben müssen, benützen sie eine Art eigene Abkürzungssprache. Damit drücken sie Zusammenhänge aus. Die Vokabeln dieser Sprache sind die Formelzeichen und die Einheitenzeichen. Anstatt des Satzes
„Die Zeit, die die Schaukel zum Hin- und Herschwingen benötigt, beträgt 2 Sekunden“
schreibt man in der Physik nur kurz
Das Formelzeichen steht also die physikalische Größe "Schwingungsdauer" (, weil die Zeit auf Lateinisch "tempus" heißt oder auf Englisch "time") , das Einheitenzeichen steht für "Sekunde". Mit solchen Formeln kann der Physiker seine Erkenntnisse sehr kurz hinschreiben.
Was verbindet die Physik mit anderen Wissenschaften?
In den meisten anderen Naturwissenschaften muss man sich ebenfalls gut mit Physik auskennen. Das gilt zum Beispiel für die moderne Biologie. Hier verwendet man häufig Methoden aus der Physik. Beispielsweise haben Physiker dabei geholfen zu verstehen, wie lebende Zellen in ihrem Inneren funktionieren.
Auch die Chemie hat viele Berührungspunkte mit der Physik. Da sich Chemie mit Atomen beschäftigt, ist für Chemiker natürlich die Atomphysik interessant. Aber auch die Wärmelehre ist für Chemiker besonders wichtig, denn bei chemischen Reaktionen wird häufig Wärme frei oder Wärme wird benötigt.
Manche Physiker haben sich auf die Berührungspunkte der Physik mit anderen Naturwissenschaften spezialisiert. So gibt es beispielsweise Biophysiker und Geophysiker. Weiterhin gibt es auch Medizinphysiker und auch ein Fachgebiet Ökonophysik, das versucht, Vorgänge in der Wirtschaft mit Methoden der Physik zu untersuchen.
Wichtige Begriffe aus der Physik
Zu den ganz Kräften gehört die Schwerkraft. Auf lateinisch heisst sie auch Gravitation. Sie bewirkt beispielsweise, dass Dinge herunterfallen und wir fest auf dem Boden stehen. Die Schwerkraft sorgt auch dafür, dass die Erde um die Sonne kreist und nicht wegschwirrt. Gravitation wirkt über riesige Entfernungen, sogar zwischen weit entfernten Sternen. Man kann die Gravitationskraft nicht direkt sehen, sondern nur die Folgen erfahren.
In den Atomkernen wirken zusätzlich noch weitere Kräfte, die wir sonst aus unserem Alltag überhaupt nicht als Kraft kennen. Mit diesen Kernkräften hängen auch die Radioaktivität und die Kernenergie zusammen. Mit diesen Kräften beschäftigen sich vor allem die Kernphysiker.
Dazu gehören die Sterne und die Galaxien, also große Ansammlungen von Sternen. DasWort „Astro“ kommt aus dem Lateinischen und bedeutet „Stern“. Atomphysiker betrachten vor allem die Eigenschaften von |Atomen.
Elementarteilchenphysiker untersuchen noch viel kleinere Teilchen, zum Beispiel solche, aus denen die Atome selbst aufgebaut sind.
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