物理学の概要

以下は、物理学の概要とトピックガイドとして提供されています。

物理学–物質^[1]とその時空を通じた運動、およびエネルギーや力などの関連概念の研究を含む自然科学。^{[2]より広義には、}宇宙がどのように振る舞うかを理解するために行われる自然の一般的な分析です。^[3]^[4]^[5]

何タイプ科目は物理学ですか?

物理学は次のように説明できます。

学問分野-学部、カリキュラム、学位、国内および国際社会、専門誌などがある分野。
科学分野（科学の一分野） – 科学における専門分野の広く認知されたカテゴリであり、通常は独自の用語と命名法を体現しています。このような分野は通常、1 つ以上の科学雑誌によって代表され、そこで査読済みの研究が発表されます。
- 自然科学–経験的かつ科学的な方法を用いて自然界を支配する法則を解明しようとする科学。
  - 物理科学-非生物系を研究する科学。
  - 生物科学。生体における物理的プロセスの役割を研究する学問。生物物理学の概要を参照してください。

支店

天文学– 地球外の宇宙の形成と発展、天体（銀河、惑星など）の進化、物理学、化学、気象、運動、地球の大気圏外で発生する現象（宇宙背景放射など）など、地球外の宇宙を研究します。
- 天体力学–弾道学と天体力学をロケットやその他の宇宙船の運動に関する実際的な問題に応用します。
- 天体測量学–星やその他の天体の位置と動きを正確に測定する天文学の分野。
- 天体物理学– 天体の物理的側面の研究
- 天体力学– 惑星などの天体の運動の計算を扱う理論天文学の分野。
- 銀河系外天文学–天の川銀河の外にある物体を扱う天文学の分野
- 銀河天文学– 私たちの天の川銀河とそのすべての内容を研究する学問。
- 物理宇宙論– 宇宙の最大規模の構造とダイナミクスを研究し、宇宙の形成と進化に関する基本的な疑問に取り組んでいます。
- 惑星科学– 惑星（地球を含む）、衛星、惑星系、特に太陽系の惑星とそれらを形成するプロセスの科学的研究。
- 恒星天文学– 天体（恒星、惑星、彗星、星雲、星団、銀河など）と地球の大気圏外で発生する現象（宇宙背景放射など）の研究を扱う自然科学
大気物理学– 物理学を大気に応用する研究
原子、分子、光学物理学– 物質と光がどのように相互作用するかを研究する
- 光学– 光と物質の相互作用や光を使用または検出する機器の構築など、光の挙動と特性を扱う物理学の分野。
生物物理学– 物理学の手法を用いて生物システムを研究する学際的な科学
- 神経物理学– 神経系を扱う生物物理学の分野。
- 高分子物理学– ポリマー、その変動、機械的特性、およびポリマーとモノマーのそれぞれ分解と重合を伴う反応の速度論を研究する物理学の分野。
- 量子生物学–量子力学の生物学的現象への応用。
化学物理学– 物理学から化学プロセスを研究する物理学の分野。
計算物理学- 定量的な理論がすでに存在する物理学の問題を解決するための数値アルゴリズムの研究と実装。
凝縮物質物理学–物質の凝縮相の物理的特性の研究。
電気– 電気現象の研究。
電磁気学– 電荷を帯びた粒子間に発生する力に関する科学の分野。
地球物理学– 地球と宇宙環境の物理学。また、定量的な物理的手法を用いた地球の研究。
磁気学–磁場によって媒介される物理現象の研究。
数理物理学– 物理学の問題への数学の応用、そのような応用のための数学的手法の開発、および物理理論の定式化。
力学– 力や変位を受けたときの物体の挙動と、その後の物体が環境に及ぼす影響を扱う物理学の分野。
- 空気力学–空気の動きの研究。
- バイオメカニクス– 力学の手法を用いて、人間、動物、植物、臓器、細胞などの生物システムの構造と機能を研究する学問。
- 古典力学– 力学の 2 つの主要なサブフィールドの 1 つであり、一連の力の作用下での物体の運動を記述する物理法則を扱います。
  - 運動学–運動の原因を考慮せずに点、物体（オブジェクト）、物体のシステム（オブジェクトのグループ）の運動を記述する古典力学の分野。 ^[6]^[7]^[8]
    - ホメオキネティクス– 複雑な自己組織化システムの物理学
- 連続体力学– 離散粒子ではなく連続した質量としてモデル化された材料の運動学と機械的挙動の分析を扱う力学の分野。
- 力学– 運動の原因と運動の変化の研究
- 流体力学– 流体と流体に作用する力の研究。
  - 流体静力学– 静止した流体の研究
  - 流体運動学– 流体の運動に関する研究
  - 流体力学– 流体の運動に対する力の影響の研究
- 静力学– 静的平衡状態、つまりサブシステムの相対位置が時間の経過とともに変化しない状態、またはコンポーネントと構造が一定速度である状態における物理システムにかかる負荷 (力、トルク/モーメント) の分析を扱う力学の分野。
医学物理学– 画像検査（ NMR、PETスキャンなど）、放射線治療、核医学など、医学における物理学の応用を扱う物理学の分野。
統計力学– 多数の自由度を持つあらゆる物理システムを研究する物理学の分野。
熱力学– 熱と他の形態のエネルギーおよび仕事との関係を扱う物理科学の分野。
原子核物理学– 原子核の構成要素と相互作用を研究する物理学の分野。
素粒子物理学– 物質とエネルギーの基本構成要素の特性と相互作用を研究する物理学の分野。
心理物理学– 物理的刺激とそれが及ぼす感覚や知覚との関係を定量的に調査します。
プラズマ物理学– プラズマ、つまり粒子の一定部分がイオン化されたガスに似た物質の状態の研究。
量子物理学– プランク定数程度の作用がある物理現象を扱う物理学の分野。
- 量子場理論– 量子論を場（無限の自由度を持つシステム）の研究に応用したもの。
- 量子情報理論– 量子力学によって実現される情報処理能力の研究。
- 量子基礎– 理論の直感に反する側面を理解することに重点を置いた分野。その背後にある物理的原理の発見や量子理論の一般化の提案などが含まれます。
量子重力– 量子理論と完全に互換性のある重力の説明の探求。
相対性理論– 空間と時間の関係を記述する物理学の理論。
- 一般相対性理論– 幾何学的かつ非量子的な重力理論。
- 特殊相対性理論– 物質と光の高速伝播を記述する理論。
他の
- 農業物理学–農業生態系に応用される物理学の研究
  - 土壌物理学– 土壌の物理的特性とプロセスの研究。
- 極低温学– 極低温学は、非常に低い温度 (-150 °C、-238 °F、または 123 K 未満) の生成と、その温度での物質の挙動を研究する学問です。
- 経済物理学– 物理学者が開発した理論と手法を経済学の問題解決に応用する学際的な研究分野
- 材料物理学- 力、熱、光、力学など、さまざまな方法で材料を説明するために物理学を使用します。
- 車両ダイナミクス- 車両のダイナミクス。ここでは地上車両を想定しています。
物理学の哲学- 現代物理学の概念的および解釈上の問題を扱います。その多くは、特定の種類の理論物理学者による研究と重複しています。

歴史

物理学の歴史- 物質とその時空を通じた運動、およびエネルギーや力などの関連概念を研究する物理科学の歴史

音響学の歴史– 固体、液体、気体における機械的波（振動や音など）の研究の歴史
農業物理学の歴史–農業生態系に応用された物理学の研究の歴史
天体物理学の歴史– 天体の物理的側面の研究の歴史
天文学の歴史– 地球外宇宙の研究の歴史。宇宙の形成と発展、天体（銀河、惑星など）の進化、物理学、化学、気象、運動、地球の大気圏外で発生する現象（宇宙背景放射など）などが含まれます。
- 天体力学の歴史- ロケットやその他の宇宙船の運動に関する実際的な問題への弾道学と天体力学の応用の歴史。
- 天体測量の歴史– 星やその他の天体の位置と動きを正確に測定する天文学の分野の歴史。
- 宇宙論の歴史– 宇宙全体の性質を扱う学問の歴史。
- ビッグバン理論の歴史– 宇宙の起源
- 物理宇宙論の歴史– 宇宙の最大規模の構造とダイナミクスの研究の歴史であり、宇宙の形成と進化に関する基本的な疑問に関係しています。
- 惑星科学の歴史– 惑星（地球を含む）、衛星、惑星系、特に太陽系の惑星とそれらを形成するプロセスの科学的研究の歴史。
- 恒星天文学の歴史- 天体（恒星、惑星、彗星、星雲、星団、銀河など）と地球の大気圏外で発生する現象（宇宙背景放射など）の研究を扱う自然科学の歴史
原子、分子、光物理学の歴史- 物質と光の相互作用の研究の歴史
生物物理学の歴史– 生物学に関連する物理的プロセスの研究の歴史
凝縮物質物理学の歴史– 物質の凝縮相の物理的特性の研究の歴史。
経済物理学の歴史- 経済学の問題を解決するために物理学者によって開発された理論と方法を適用する学際的な研究分野の歴史
電磁気学の歴史– 電荷を帯びた粒子間に発生する力に関する科学分野の歴史。
地球物理学の歴史– 地球と宇宙環境の物理学の歴史。また、定量的な物理的手法を用いた地球の研究。
重力理論の歴史– 宇宙論を通じて日常生活に応用された最古の物理学理論
力学の歴史– 力や変位を受けたときの物体の挙動と、その後の物体が環境に及ぼす影響を扱う物理学の分野の歴史。
- バイオメカニクスの歴史– 力学の手法を用いて人間、動物、植物、臓器、細胞などの生物系の構造と機能を研究した歴史。
- 古典力学の歴史– 力学の 2 つの主要なサブフィールドのうちの 1 つに関する歴史で、一連の力の作用下での物体の運動を記述する物理法則の集合に関係しています。
- 物理学における変分原理の歴史- 古典力学と量子力学の数学的基礎。
- 流体力学の歴史– 流体と流体に作用する力の研究の歴史。
- 量子力学の歴史– プランク定数程度の作用がある物理現象を扱う物理学の分野の歴史。
- 量子場理論の歴史– 量子理論の現代分野。
- 弦理論の歴史– 量子物理学の未解決問題によって推進される数学の分野
- 熱力学の歴史– 熱と他の形態のエネルギーおよび仕事との関係を扱う物理科学の分野の歴史。
原子核物理学の歴史– 原子核の構成要素と相互作用を研究する物理学の分野の歴史。
核融合の歴史– 恒星を動かすメカニズムと現代の大量破壊兵器。
電磁気学の歴史– 電波からガンマ線までの電気、磁石、光
- マクスウェル方程式の歴史– 電磁気学の古典場方程式
材料科学の歴史- 石からシリコンまで、物質の理解と操作。
光学の歴史– 光と物質の相互作用や光を使用または検出する機器の構築など、光の挙動と特性を扱う物理学の分野の歴史。
分光法の歴史– 光と物質のエネルギー依存プローブに対する材料の反応を測定します。
素粒子物理学の歴史– 通常物質または放射線と呼ばれるものの構成要素である粒子の存在と相互作用を研究する物理学の分野の歴史。
周期表の歴史– 元素間の関係を表形式でまとめたものです。
心理物理学の歴史– 物理的刺激とそれが及ぼす感覚や知覚との関係を定量的に調査した歴史。
特殊相対性理論の歴史– 重力のない空間と時間の関係の研究の歴史
- ローレンツ変換の歴史– 特殊相対性理論の数学的側面を深く掘り下げる
一般相対性理論の歴史– 非量子重力理論の歴史
固体物理学の歴史– 量子力学、結晶学、電磁気学、冶金学などの方法による剛体物質、つまり固体の研究の歴史。
太陽系の形成と進化の歴史は、それ自体を説明するのに十分な長さの仮説である
超伝導の歴史– 物質の極低温状態。

一般的な概念

基本原則

物理学 – 物質 [9] とその空間と時間における運動、およびエネルギーや力などの関連概念 [10] を研究する科学の分野。^物理学は「基礎科学」の1^つです。これは、他の自然科学 (生物学、地質学など) が物理法則に従うと思われるシステムを扱っているためです。物理学によれば、物質、エネルギー、および自然の基本的力の物理法則が、粒子と物理的実体 (惑星、分子、原子、または素粒子など) 間の相互作用を支配します。物理学の基本的な研究には、過去 1000 年間の現代科学における最も顕著な発展のいくつかが含まれており、次のとおりです。

物体とその動き、力学などの性質を記述し、測定し、定量化します。
- ニュートンの運動の法則
- 質量、力、重量（質量対重量）
- 運動量とエネルギー保存則
- 重力、重力の理論
- エネルギー、仕事、そしてそれらの関係
- 動き、位置、エネルギー
- エネルギーのさまざまな形態、それらの相互変換、そして熱の形でのエネルギーの避けられない損失（熱力学）
- エネルギーの保存、変換、および転送。
- エネルギー源とは、あるエネルギー源から別のエネルギー源へエネルギーを転送することです。
運動論的分子理論
- 物質の相と相転移
- 温度と温度計
- エネルギーと熱
- 熱の流れ：伝導、対流、放射
- 熱力学の4つの法則
波と音の原理
電気、磁気、電磁気学の原理
光の原理、光源、特性
基本量
- 加速度
- 電荷
- エネルギー
- エントロピ
- 力
- 長さ
- 質量
- 案件
- 勢い
- 位置エネルギー
- 空間
- 温度
- 時間
- 速度

重力、光、物理システム、物理的観測、物理量、物理的状態、物理的単位、物理理論、物理的実験

理論的概念:質量とエネルギーの等価性、素粒子、物理法則、基本的な力、物理定数

基本的な概念

測定

モーション

概要

これは物理学の主要な理論、主要なサブトピック、および概念のリストです。

注:以下の理論の列には、主要な概念をリストした情報ボックスが各ページの上部にある記事へのリンクが含まれています。

分野別のコンセプト

参照

注記

^ リチャード・ファインマンは、彼の講義を、すべての科学的知識の最も簡潔な表現である原子仮説から始めています。「もし、何らかの大災害で、すべての科学的知識が破壊され、次の世代にたった一つの文章だけが伝えられるとしたら、最も少ない言葉で最大の情報を含む文章は何か？それは、すべてのものが原子でできているというものであると私は信じています。原子は永久運動で動き回り、少し離れると互いに引き合いますが、互いに押し込まれると反発します...」 RP ファインマン、RB レイトン、M. サンズ (1963)。『ファインマン物理学講義』第 1 巻、p. I-2。ISBN 978-0-201-02116-5。
^ JC マクスウェル (1878)。物質と運動。D. ヴァン・ノストランド。p. 9。ISBN 978-0-486-66895-6物理科学は、自然の秩序、言い換えれば、事象の規則的な連続性に関する知識の分野です。
^ HD Young、RA Freedman (2004)。『University Physics with Modern Physics (11th ed.)』。Addison Wesley。p. 2。物理学は実験科学です。物理学者は自然現象を観察し、これらの現象を関連付けるパターンや原理を見つけようとします。これらのパターンは物理理論と呼ばれ、十分に確立され、広く使用されている場合は物理法則または原理と呼ばれます。
^ S. ホルツナー (2006)。ダミーのための物理学。ワイリー。 p. 7. Bibcode :2005pfd....本....H。ISBN 978-0-470-61841-7物理学は、あなたの世界とあなたの周りの世界や宇宙を研究する学問です。
^ 注: 「宇宙」という用語は、物理的に存在するすべてのもの、つまり空間と時間の全体、あらゆる形態の物質、エネルギーと運動量、そしてそれらを支配する物理法則と定数として定義されます。ただし、「宇宙」という用語は、コスモスや哲学的世界などの概念を示すなど、文脈によって若干異なる意味で使用されることもあります。
^ エドマンド・テイラー・ウィテカー（1904年）。『粒子と剛体の解析的ダイナミクスに関する論文』ケンブリッジ大学出版局。ISBN 978-0-521-35883-5。
^ ジョセフ・スタイルズ・ベッグス (1983)。運動学。テイラー＆フランシス。p. 1。ISBN 978-0-89116-355-8。
^ Thomas Wallace Wright (1896)。運動学、動力学、静力学を含む力学の基本。E および FN Spon。第 1 章。
^ リチャード・ファインマンは『ファインマン物理学講義』の冒頭で、原子仮説を最も有力な科学的概念として提示している。「もし、何らかの大災害で、すべての科学的知識が一文を除いて破壊されたとしたら、最も少ない言葉で最大の情報を含む文章は何か。それは、すべてのものが原子でできているということである。原子は永久運動で動き回り、少し離れると互いに引き合い、押し込まれると反発する小さな粒子である」 (ファインマン、レイトン＆サンズ 1963、p. I-2)
^ 「物理科学は、自然の秩序、言い換えれば、出来事の規則的な連続性に関する知識の分野である。」(マクスウェル 1878、9 ページ)