Bedeutung der Physik

Die Physik steht in der Reinheit ihrer Prinzipien nur der Mathematik nach. Physik beschreibt, wie die natürliche Welt durch angewandte mathematische Formeln funktioniert. Sie befasst sich mit den fundamentalen Kräften des Universums und wie sie mit der Materie interagieren und betrachtet alles von Galaxien und Planeten bis hin zu Atomen und Quarks und alles dazwischen. Alle anderen Naturwissenschaften haben ihren Ursprung in der Physik. Die Chemie ist im Wesentlichen angewandte Physik und die Biologie ist im Wesentlichen angewandte Chemie. Die Theorie der Physik ist verantwortlich für die Durchbrüche in der Elektronik, die die Fortschritte in modernen Computern und elektronischen Medien auslösen.

Transistor

Ein Transistor ist der grundlegendste Teil eines Computers, der die Herstellung von Computerchips ermöglichte und das Computerzeitalter befeuerte. Der Transistor wurde durch einen Durchbruch in der Festkörperphysik entwickelt – die Erfindung des Halbleiters. Halbleiter sind einfach Stücke von Elementen, die sich bei unterschiedlichen Temperaturen und Spannungen unterschiedlich verhalten. Das bedeutet, dass ein Halbleiter bei unterschiedlichem Anlegen einer Spannung dazu gebracht werden kann, Informationen zu speichern, denn solange man keine Spannung anlegt, um sie zu verändern, gibt ein Halbleiter eine hohe oder niedrige Spannung aus. Hohe Spannungen werden als 1en und niedrige Spannungen als 0en interpretiert. Durch dieses einfache System sind alle Computer in der Lage, Informationen in Milliarden von kleinen Transistoren zu speichern.

Elektrizität

Eine der größten Entdeckungen, die die Menschheit je gemacht hat, ist die Elektrizität. Durch das richtige Verständnis der Physik waren wir in der Lage, sie in etwas Nützliches für die Elektrizität umzuwandeln, was einfach eine große Sammlung von Elektronik ist. Indem wir eine Spannungsdifferenz durch etwas so Einfaches wie eine Batterie erzeugen, können wir Elektronen in Bewegung bringen, was die gesamte Grundlage der Elektrizität ist. Bewegte Elektronen versorgen die Schaltkreise, die Radios, Fernseher, Lampen und jedes andere elektronische Gerät zum Laufen bringen.

Kernenergie

Die Atombombe, eine der mächtigsten Waffen, die der Menschheit zur Verfügung stehen, hat einen direkten Bezug zur Physik. Eine Atombombe nutzt einen Prozess namens Spaltung, um schwere Atome zu spalten. Dieser Prozess ermöglicht es uns, die der Materie innewohnende Energie zu erschließen. Dieses Verständnis der Materie hat auch die Möglichkeit, dass wir ungeahnte Mengen an Energie produzieren können, die wir für nicht-militärische Zwecke nutzbar machen können. Darüber hinaus könnte die Fusion, oder die Kombination verschiedener Atome, die zukünftige Lösung für all unsere Energiebedürfnisse sein.

Flug

Der Fortschritt des Flugzeugs ist vor allem auf Fortschritte in der Physik zurückzuführen. Flugzeuge sind nach den Formeln der Strömungslehre von Bernoulli flugfähig. Die Anzahl der Personen, die ein Flugzeug befördern kann, ist proportional zur Menge des Schubs, den es erzeugen kann. Dies ist wahr, weil der Schub den Flügel nach vorne drückt und die Luft sich über den Flügel wölbt und Auftrieb verursacht. Die Luft, die sich über den Flügel wölbt, verursacht einen Bereich mit niedrigem Druck, und die sich langsamer bewegende Luft unter dem Flügel drückt auf die Unterseite des Flügels. Je schneller der Wind, desto mehr Auftrieb wird erzeugt und desto mehr Gewicht kann das Flugzeug tragen.

Raumfahrt

Die Raketenwissenschaft stützt sich stark auf die Physik und leitet die Formeln für Schub und Verbrennung direkt von ihr ab. Die Kraft der Verbrennung ist eine messbare Größe, und die Kraft kann durch eine Düse geleitet werden, um einen messbaren Schub zu erzeugen. Mit diesen bekannten Gleichungen können wir den Schub berechnen, der zum Erreichen des Abhebens benötigt wird. Das Vakuum des Weltraums wird durch ein Verständnis des Drucks überwunden. Der niedrige Druck außerhalb des Gefäßes muss durch eine Dichtung mit entsprechender Stärke überwunden werden. Wir können Druckberechnungen verwenden, um die Stärke der Dichtung zu bestimmen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Raumfahrt eine der größten Errungenschaften ist und die Zukunft der Menschheit durch das Verständnis der Physik bestimmt wurde.

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