இயற்பியல்
இயற்பியல் (பௌதிகம்) (பண்டைக் கிரேக்கம்: φύσις physis "இயற்கை") என்பது பொருளையும் வெளியின் வழியாகவும் காலத்தின் வழியாகவும் அதன் இயக்கம் அதனோடு தொடர்புடைய கொள்கைகளான ஆற்றல் மற்றும் விசை முதலியவை பற்றிய இயல் மெய்யியல் மற்றும் இயல் அறிவியலின் ஒரு பகுதியாகும்.[1][2] விரிவாகக் கூற வேண்டுமெனில், பேரண்டம் எப்படி நடந்துகொள்கிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்ள இயற்கையில் நடத்தப்பட்டும் பொதுவான பகுப்பாய்வு ஆகும்.[3][4][5]
என்னால் நெடுந்தொலைவு காணஇயன்றது நான் மாபெரும் மனிதர்களின் தோள்களின் மேல் நின்றதாலேயே..
— சர் ஐசாக் நியூட்டன்
மிகப்பழமையான கல்வித் துறைகளுள் ஒன்று இயற்பியல் ஆகும்; வானியலையும் உள்ளடக்குவதால் மிகப் பழமையான தென்றே கூறலாம்.[6] கடந்த இரு ஆயிரவாண்டுகளாக வேதியியல், கணிதத்தின் சில கூறுகள், மற்றும் உயிரியலுடன் இயல் மெய்யியலின் பகுதியாக இயற்பியலும் உள்ளது. இருப்பினும் 17ஆம் நூற்றாண்டு அறிவியல் புரட்சிக்குப் பின்னர் இயற்கை அறிவியல் தனித்தன்மையுடன் தங்களுக்கே உரித்தான ஆய்வுநெறிகளுடன் வளர்ந்துள்ளது.[7]
இயற்பியல் தேற்றக்கொள்கைகளை உடைய அறிவியல் மட்டுமன்று; ஓர் சோதனைமுறை அறிவியலும் ஆகும். இயற்பியல் அறிமுறை கொள்கைகளை, பிற அறிவியல் கொள்கைகளைப்போன்றே, சோதனைகள் மூலம் சரிபார்க்க இயலும்; அதேபோன்று அறிமுறைக் கொள்கைகளும் பின்னாளில் நடத்தப்படக்கூடிய சோதனைகளின் விளைவுகளை முன்னதாக கணிக்க கூடியன. இயற்பியல் உயிரி இயற்பியல், குவைய வேதியியல் என பல்வேறு துறையிடை ஆய்வுப்பகுதிகளிலும் பங்கேற்பதால் இயற்பியலின் எல்லைகள் இவையென வரையறுப்பது இயலாததாக உள்ளது. இயற்பியலின் பல புதிய கண்டுபிடிப்புகள் பெரும்பாலான நேரங்களில் மற்ற அறிவியல் துறைகளில் அடிப்படை இயக்குவிசைகளை விளக்குவதாகவும் புதிய ஆய்வுப்பகுதிகளைத் திறப்பதாகவும் உள்ளது.
இயற்பியல் அறிமுறைக்கொள்கை முன்னேற்றங்கள் புதிய தொழினுட்பங்கள் உருவாக்கத்திற்கு வழிவகுத்துள்ளன. காட்டாக, மின்காந்தவியல் அல்லது அணுக்கருவியல் குறித்த கண்டுபிடிப்புக்கள் மனித வாழ்வில் நேரடியாக மாற்றம் ஏற்படுத்திய தொலைக்காட்சி, கணினிகள், வீட்டுக் கருவிகள், மற்றும் அணு குண்டுகள் போன்ற கருவிகள் உருவாக்கத்திற்கு காரணமாயின; வெப்ப இயக்கவியல் ஆய்வுகளால் தொழில்மயமானது; விசையியல் முன்னேற்றங்கள் நுண்கணித வளர்ச்சிக்கு வித்தானது.
இயற்கை நிகழ்வுகளை திருத்தமாகவும் உள்ளபடியாகவும் கண்டறிய இயற்பியலில் எடுக்கப்படும் முயற்சிகளால் எண்ணவியலா எல்லைகளை இது எட்டியுள்ளது; தற்போதைய அறிவுப்படி, அணுவினும் மிகச்சிறிய நுண்துகள்களைப் பற்றியும் பேரண்டத்தின் தொலைவிலுள்ள விண்மீன்களின் உருவாக்கம் குறித்தும் எவ்வாறு நமது பேரண்டம் உருவாகியிருக்கலாம் என்றும் இயற்பியல் விவரிக்கிறது. இந்த மாபெரும் கற்கை டெமோக்கிரட்டிசு, எரடோசுதெனீசு, அரிசுட்டாட்டில் போன்ற மெய்யியலாளர்களிடம் துவங்கி கலீலியோ கலிலி, ஐசாக் நியூட்டன், லியோனார்டு ஆய்லர், ஜோசப் லூயி லாக்ராஞ்சி, மைக்கேல் பரடே, ஜேம்ஸ் கிளார்க் மக்ஸ்வெல், ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன், நீல்சு போர், மேக்ஸ் பிளாங்க், வெர்னர் ஐசன்பர்க், பால் டிராக், ரிச்சர்டு ஃபெயின்மான், ஸ்டீபன் ஹோக்கிங் போன்ற இயற்பியலாளர்களால் வளர்த்தெடுக்கப்பட்டுள்ளது.
வரலாறு
தொகு
பல தொன்மையான நாகரிகங்கள் விண்மீன்களும் வானத்தில் தோன்றும் நிகழ்வுகளும் குறித்து விளக்கம் தேடி வந்துள்ளன. இவற்றில் பல இயல்பானவையாக இல்லாது மெய்யியல் சார்ந்து இருந்தன. இயற்கை மெய்யியல் என்று அறியப்படும் இக்கருதுகோள்கள் கி.மு 650–480 கால கிரேக்கத்தில் பரவி இருந்தன. தேலேஸ் போன்ற சாக்ரடீசுக்கு முந்தைய மெய்யியலாளர்கள் இயற்கை நிகழ்வுகளுக்கு இயற்கைக்கு ஒவ்வாத விளக்கங்களை எதிர்த்து வந்துள்ளனர்;ஒவ்வொரு நிகழ்விற்கும் ஓர் இயற்கையான காரணம் இருக்கும் என வாதிட்டனர்.[8] இவர்கள் காரணங்களாலும் உய்த்துணர்வாலும் சரிபார்க்கப்பட்ட கருத்துக்களை முன் வைத்ததுடன் இவர்களது பல கருதுகோள்களும் வெற்றிகரமாக சோதிக்கப்பட்டன.[9] இருப்பினும் புவியை மையமாகக் கொண்டு வரையறுக்கப்பட்ட இக்கருதுகோள்கள் சமயங்களின் ஆதரவுடன் அடுத்த இரண்டாயிரம் ஆண்டுகளுக்கு கோலோச்சின.
அறிவியலின் இருண்ட காலமாக அறியப்படும் இக்காலம் 1543இல் தற்கால வானியலின் தந்தை என அறியப்படும் நிக்கோலசு கோப்பர்னிக்கசு வெளியிட்ட சூரியனை மையமாகக்கொண்ட ஆய்வுக் கட்டுரையால் முடிவுக்கு வந்தது. கோப்பர்னிக்கசு கோட்பாட்டளவில் முன்மொழிந்தாலும் இதற்கான சோதனைபூர்வ சான்றுகள் இயற்பியலின் தந்தை என அறியப்படும் கலீலியோ கலிலியால் வழங்கப்பட்டது. பைசா பல்கலைக்கழகத்தில் கணித பேராசிரியராக இருந்த கலிலி தொலைநோக்கி மூலம் வான்வெளியை ஆராய்ந்தும் சாய்தளங்களில் சோதனைகள் நடத்தியும் கோப்பர்னிக்கசு கோட்பாடுகளுக்கு சான்றுகள் அளித்தார். மேலும் அறிவியல் சோதனைகள் மூலமாக கோட்பாடுகளால் எட்டப்பட்ட தீர்வுகளை சரிபார்க்க இயலும் என்று நிறுவினார். இயற்பியல் முறைமைகள் தொடர்ந்து யோகான்னசு கெப்லர், பிலைசு பாஸ்கல், கிறித்தியான் ஐகன்சு போன்ற அறிஞர்களின் பங்களிப்பால் வலுப்பெற்றன.
நவீன ஐரோப்பியர்களின் துவக்ககாலத்தில் இந்த சோதனை மற்றும் அளவியல் சார்ந்த முறைமைகளைக் கொண்டு தற்போது இயற்பியல் விதிகள் என அறியப்படும் விதிமுறைகளை உருவாக்கினர். இக்காலத்திலிருந்து செவ்வியல் இயற்பியல் என அறியப்பட்டது.[10][11] யோகான்னசு கெப்லர், கலீலியோ கலிலி மற்றும் குறிப்பாக நியூட்டன் பல்வேறு இயக்கவிதிகளை ஒருங்கிணைத்தனர்.[12] தொழிற்புரட்சியின் காலத்தில் ஆற்றல் தேவைகள் கூடியமையால் வெப்ப இயக்கவியல், வேதியியல் மற்றும் மின்காந்தவியல் குறித்த ஆய்வுகள் முன்னுரிமை பெற்றன.
மேக்ஸ் பிளாங்க்கின் குவாண்டம் கோட்பாடுகள் மற்றும் ஐன்ஸ்டைனின் சார்புக் கோட்பாடுகளால் தற்கால இயற்பியல் உருவானது; ஐசன்பர்க், எர்வின் சுரோடிங்கர் மற்றும் பால் டிராக் பங்களிப்புகளால் குவாண்டம் விசையியல் தொடர்ந்து முன்னேறியது.
மையக் கோட்பாடுகள்
தொகுஇயற்கையின் அடிப்படை உண்மையைக் கண்டறிய முற்படும் இயற்பியல், பல பிரிவுகளைக் கொண்டுள்ளபோதும், முதன்மையான ஐந்து கோட்பாடுகளாக இவற்றைக் குறிப்பிடலாம்: பேரியலளவிலான நகர்வுகளைக்குறித்த மரபார்ந்த விசையியல்; ஒளி முதலிய மின்காந்த நிகழ்வுகளை விவரிக்கும் மின்காந்தவியல்; வெளிநேரம் மற்றும் நியூட்டனின் ஈர்ப்பு விதிகளை விவரிக்கும் ஐன்ஸ்டைனின் சார்புக் கோட்பாடு; மூலக்கூற்று நிகழ்வுகளையும் வெப்பப் பரிமாற்றத்தையும் விவரிக்கும் வெப்ப இயக்கவியல் மற்றும் அணு உலகின் நடத்தைகளை ஆராயும் குவாண்டம் விசையியல் ஆகும் .
மரபார்ந்த விசையியல்
தொகு
மரபார்ந்த விசையியல் ஒளியின் வேகதை விட மிகக் குறைவான விரைவோட்டத்துடன் நகரும் பெரிய அளவிலுள்ள பொருட்களை விவரிக்கிறது. விசைகளால் பாதிப்படைவதையும் பொருட்களின் நகர்வுகளையும் குறித்து ஆராய்கிறது. இதனை பொருட்கள் நிலையாக இருக்கும்போது அவற்றின் மீதான விசைகளின் தாக்கம் குறித்த நிலையியல் என்றும் காரணங்களைக் குறித்து இல்லாது நகர்வுகளை மட்டுமே ஆராயும் அசைவு விபரியல் என்றும் நகர்வுகளையும் அவற்றை பாதிக்கும் விசைகள் குறித்தும் ஆராயும் இயக்க விசையியல் உட்பிரிவுகளாகப் பிரிக்கலாம். பொருண்ம விசையியல் மற்றும் பாய்ம இயந்திரவியல் எனவும் வகைப்படுத்தலாம். பாய்ம இயந்திரவியலில் பாய்ம நிலையியல், பாய்ம இயக்கவியல், காற்றியக்கவியல், மற்றும் காற்றழுத்தவியல் உட்பிரிவுகளாகும். காற்று அல்லது பிற ஊடகங்களில் உள்ள துகள்களின் அசைவுகளினாலேயே ஒலி கடத்தப்படுவதால் ஒலியைக் குறித்த ஒலியியல் விசையியலின் ஒரு பிரிவாகவே கருதப்படுகிறது. மனிதர்களால் கேட்கவியலாத அதியுயர் அதிர்வெண் உடைய ஒலி அலைகள் மீயொலி எனப்படுகின்றன.
மின்காந்தவியல்
தொகு
மின் புலத்தினாலும் காந்தப் புலத்தினாலும் செறிவூட்டப்பட்ட துகள்களின் வினையாற்றலை விவரிக்கும் இயற்பியல் பிரிவே மின்காந்தவியல் ஆகும். இது மேலும் நிலையான மின்மங்களின் இடையேயான வினையாற்றலான நிலைமின்னியல், அசைவிலுள்ள மின்மங்களின் இடைவினைகளை ஆராயும் இயக்க மின்னியல் மற்றும் கதிர்வீச்சு என உட்பிரிவுகளாகப்பிரிக்கலாம். மரபார்ந்த மின்காந்தவியல் கோட்பாடுகள் லாரன்சு விசை மற்றும் மாக்சுவெல்லின் சமன்பாடுகளைஅடிப்படையாகக்கொண்டவை.
மின்காந்தவியல் ஒளி போன்ற பல நிகழ் உலக நிகழ்வுகளை விளக்குகிறது. ஒளியானது விரைந்தோடும் மின்னூட்டப்பெற்ற துகள்களிலிருந்து அலைவு மின்காந்தப் புலம் பரப்பப்படுவதாகும். ஈர்ப்பு விசையை அடுத்து நாள்தோறும் நாம் காணும் பெரும்பாலான நிகழ்வுகள் மின்காந்தவியலின் தாக்கத்தாலேயாகும்.
நுண்ணலை, அலைவாங்கிகள், மின்கருவிகள், தகவல் தொடர்பு செயற்கைக்கோள், உயிரிமின்காந்தவியல், பிளாஸ்மா, அணுக்கரு ஆய்வுகள், ஒளியிழை, மின்காந்த குறுக்கீடு மற்றும் ஒவ்வுமை, மின்னியந்திர ஆற்றல் மாற்றுதல், கதிரலைக் கும்பா மூலம் வானிலை மற்றும் சேய்மை கண்காணிப்பு போன்ற பல துறைகளில் மின்காந்தவியலின் தத்துவங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மின்மாற்றி, உணாத்திகள், வானொலி / தொலைக்காட்சி, தொலைபேசிகள், மின் இயக்கிகள், அலைச்செலுத்திகள், ஒளியிழை மற்றும் சீரொளி ஆகியன சில மின்காந்தவியலைப் பயன்படுத்தும் கருவிகள் ஆகும்.
சார்புக் கோட்பாடு
தொகு20ஆம் நூற்றாண்டின் துவக்கத்தில் ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் அறிமுகப்படுத்திய சார்புக் கோட்பாடு இரு ஆய்வுப் பிரிவுகளாக பிரிந்துள்ளது:சிறப்புச் சார்புக் கோட்பாடு மற்றும் பொதுச் சார்புக் கோட்பாடு.
சிறப்புச் சார்புக் கோட்பாட்டில், ஐன்ஸ்டைன், என்ட்ரிக் லொரன்சு மற்றும் ஹெர்மான் மின்கோவ்ஸ்கி போன்றோர் வெளி மற்றும் நேரம் குறித்த கருத்துக்களை ஒன்றிணைத்து நான்கு பரிமானங்களைக் கொண்ட வெளிநேரம் என்ற கோட்பாட்டை நிறுவினார். நியூட்டனின் அறுதியிட்ட நேரத்தைப் புறக்கணித்ததுடன் மாற்றவியலா ஒளியின் வேகம், கால விரிவு, நீளக் குறுக்கம் மற்றும் பொருண்மைக்கும் ஆற்றலுக்கும் உள்ள சமானம் ஆகிய புதுக்கருத்துக்களை இக்கோட்பாடு அறிமுகப்படுத்தியது. நியூட்டனின் விதிகள் இக்கோட்பாட்டின் ஒரு சிறப்புநிலைத் தீர்வாக உள்ளது.
மேலும், பொதுச் சார்புக் கோட்பாடு வெளிநேரத்தின் வடிவியல் உருக்குலைவாக நியூட்டனின் ஈர்ப்பு விதியை ஆராய்கிறது. திணிவுகளை மட்டுமே கணக்கில் எடுத்துக்கொண்ட முந்தைய கோட்பாடுகளைப் போலன்றி இந்தக் கோட்பாடு ஆற்றலையும் வெளிநேர வளைவுகள் மூலம் கணக்கில் கொள்கிறது. இதற்கென தனியான கணிதப் பிரிவாக பல்திசையன் நுண்கணிதம் உருவாகியுள்ளது. ஈர்ப்புவிசையால் ஒளி வளைக்கப்படுதல், புதனின் சுற்றுப்பாதையினால் மாற்றம் போன்ற நிகழ்வுகளை இக்கோட்பாட்டால் விளக்க முடிகிறது. பொதுச் சார்புக் கோட்பாட்டினால் வானியற்பியலில் பயன்படும் ஓர் புதிய ஆய்வுத்துறையாக அண்டவியல் உருவாகியுள்ளது.
வெப்ப இயக்கவியல்
தொகு
வெப்ப இயக்கவியல் எவ்வாறு வெப்பப் பரிமாற்றம் நிகழ்கிறது என்றும் இந்த ஆற்றலைக் கொண்டு எவ்வாறு வேண்டியப் பணியை செய்திட இயலும் என்றும் ஆராய்கிறது. இந்த பிரிவில் பொருட்களின் (திண்மம், நீர்மம், வளிமம் போன்ற) நிலை எவ்வாறு மாற்றமடைகின்றன எனவும் ஆயப்படுகிறது. பேரளவில் காணும்போது, கன அளவு, அழுத்தம், வெப்பநிலை போன்ற மாறிகளின் மாற்றங்களால் எவ்வாறு பொருட்கள் தாக்கமடைகின்றன என்பதையும் விவரிக்கிறது. வெப்ப இயக்கவியல் நான்கு முதன்மை விதிகளை அடிப்படையாகக் கொண்டுள்ளது: வெப்பவியக்கவிசைச்சமநிலை (அல்லது சூன்ய விதி), ஆற்றல் அழிவின்மை கொள்கை (முதல் விதி), சிதறத்தின் தற்காலிக உயர்வு (இரண்டாம் விதி) மற்றும் தனிச்சுழியை எட்டவியலாமை (மூன்றாம் விதி).[13][14][15][16]
வெப்ப இயக்கவியலின் தாக்கத்தால் தற்போது புள்ளிநிலை இயக்கவியல் என அறியப்படுகின்ற புதிய இயற்பியல் பிரிவு உருவானது. இந்தப் பிரிவு வெப்ப இயக்கவியலைப் போன்றே வெப்ப பரிமாற்ற செயல்முறைகளை குறித்ததாக இருப்பினும் பெருநோக்கில் அல்லாது பொருட்களின் மூலக்கூறுகளின் நோக்கில் ஆராய்வதாகும். பொருட்கள் பல்லாயிரக் கணக்கான மூலக்கூறுகளால் உருவாக்கப்பட்டிருப்பதால் ஒரு மூலக்கூற்றின் தன்மையைக் கொண்டு தீர்வு காண்பது பிழையாக முடியம்; எனவே இவற்றை ஒரு தொகுப்பாக அல்லது குழப்பமான சமவாய்ப்புடைய இயக்கங்களாக புள்ளியியல் மற்றும் விசையியலைக் கருத்தில் கொண்டு பொருட்களின் நடத்தையை விவரிக்கிறது. சுருக்கமாக நுண்ணிய கட்டமைப்பைக் கொண்டு பேரளவு விளைவுகளை விவரிப்பதாக இப்பிரிவு உள்ளது.[17]
வெப்ப இயக்கவியல் விசைப்பொறிகள், நிலை மாறிகள், வேதியியற் தாக்கம், போக்குவரத்து நிகழ்வுகள், கருங்குழி போன்ற பல்வேறு அறிவியல் மற்றும் பொறியியல் துறைகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. வெப்பவியக்கவியல் தீர்வுகள் மற்ற இயற்பியல் பிரிவுகளிலும் வேதியியல், வேதிப் பொறியியல், வான்வெளிப் பொறியியல், பொருளியல், இயந்திரவியல் பொறியியல், உயிரணு உயிரியல், உயிர்மருத்துவப் பொறியியல், மற்றும் பொருளறிவியல் போன்ற துறைகளிலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.[18][19]
குவாண்டம் விசையியல்
தொகுஅணு அமைப்புகள் மற்றும் அணு உட்கூறமைவுகள் குறித்தும் மின்காந்த அலைகளுடன் இவற்றின் இடைவினைகள் குறித்தும் கண்காணிக்கக்கூடிய அளவுகளால் விவரிக்கின்ற இயற்பியலின் பிரிவே குவாண்டம் விசையியல் ஆகும். இது அனைத்து சக்தியும் தனித்தனி துணுக்கங்கள் அல்லது பொதிகள் அல்லது குவாண்டங்களாக வெளிப்படுகின்றன என்பதை அடிப்படையாகக் கொண்டது.
குவாண்டம் கோட்பாட்டின்படி, அலைச்சார்பு மூலமாக அறிந்துகொள்ளக்கூடிய அடிப்படைத் துகள்களின் கவனிக்கப்படும் பண்புகளை குவாண்டம் விசையியல் நிகழ்தகவு அல்லது புள்ளிநிலை கணக்குகள் மூலமே நிரூபிக்கிறது. மரபார்ந்த விசையியலின் மையமாக நியூட்டனின் இயக்க விதிகளும் ஆற்றல் அழிவின்மையும் அமைந்துள்ளதைப் போன்று குவாண்டம் விசையியலில் சுரோடிங்கர் சமன்பாடு மையமாக உள்ளது. ஓர் இயங்கு அமைப்பின் வருங்கால நடத்தையை முன்னறியவும் பகுத்தாய்ந்து நிகழ்வுகளின் அல்லது முடிவுகளின் சரியான நிகழ்தகவுகளை அலை இயக்க சார்புகள் மூலம் தீர்மானிக்கவும் இச்சமன்பாடு உதவுகிறது.
மரபார்ந்த விசையியலில் பொருட்கள் குறிப்பிட்ட தனித்தன்மையான வெளியை நிரப்பியிருப்பதுடன் தொடர்ந்து இயங்குகிறது. ஆனால் குவாண்டம் விசையியலில் ஆற்றல் துணுக்கங்களாக வெளியிடப்பட்டும் உட்கொள்ளப்பட்டும் இயங்குகிறது. இந்த சத்திச்சொட்டு சில நேரங்களில் அணு உட்கூற்றுத் துகள்களைப் போன்றே நடந்து கொள்கின்றன. மேலும் சில துகள்கள் நகரும்போது அலைப் பண்புகளை வெளிப்படுத்துகின்றன; இவை வெளியிடத்தில் குறிப்பிட்ட இடத்தை எடுத்துக்கொள்ளாது பரவி உள்ளது. குறிப்பிட்ட அதிர்வெண்களில் (அல்லது அலைநீளங்களில்) உள்ள ஒளியை அல்லது பிற கதிர்வீச்சை அணுக்கள் வெளியிடவோ உன்கொள்ளவோ செய்கின்றன; இவற்றை அந்த அணுக்களால் ஆன தனிமத்தின் அலைக்கற்றைக் கோட்டிலிருந்து அறிய முடிகிறது. குவாண்டம் கோட்பாடு இந்த அதிர்வெண்கள் குறிப்பிட்ட ஒளி குவாண்டம்களுக்கு (ஒளியணு) ஒத்திருப்பதாக காட்டுகிறது. இது அணுவிலுள்ள எதிர்மின்னிகள் குறிப்பிட்ட ஆற்றல் மதிப்புக்களையே கொள்ள அனுமதிக்கப்படுவதால் ஏற்படுகிறது. ஒர் எதிர்மின்னி தனது ஆற்றல் நிலையிலிருந்து அடுத்த நிலைக்கு மாறும்போது இவ்விரு ஆற்றல் மதிப்புக்களுகிடையே ஆன ஆற்றல் சத்திச்சொட்டாக வெளியிடப்படுகிறது அல்லது உட்கொள்ளப்படுகிறது. இந்த ஒளியலையின் அதிர்வெண் ஆற்றல் வேறுபாட்டிற்கு நேரடித் தொடர்புடன் உள்ளது.
20ஆம் நூற்றாண்டின் துவக்கத்தில் கண்டறியப்பட்ட குவாண்டம் விசையியல் இயற்பியலில் ஓர் புரட்சியாக அமைந்தது. தற்கால இயற்பியலின் ஆய்வுகளில் அடிப்படையாக குவாண்டம் விசையியல் அமைந்துள்ளது.
நவீன இயற்பியல்
தொகு
மரபார்ந்த இயற்பியல் வழமையான அளவுகளில் காணப்படும் பொருட்கள் மற்றும் ஆற்றலின் பண்புகளைக் குறித்து விவரிக்கையில் நவீன இயற்பியல் மிகவும் வழக்கத்திற்கு மாறான அளவுகளில், மிகப்பெரும் அளவுகளில் அல்லது மிகச்சிறிய அளவுகளில் காணப்படும் பொருட்கள் மற்றும் ஆற்றலின் நடத்தையை விவரிக்கிறது. காட்டாக, அணு மற்றும் அணுக்கருவியல் ஆய்வுகள் ஓர் தனிமத்தின் மிக மிகச் சிறிய அளவில் ஆய்கின்றன. அடிப்படைத் துகள்களைக் குறித்த ஆய்வுகளில் இவற்றைவிட சிறிய அளவிலான பொருட்கள் ஆராயப்படுகின்றன. மாபெரும் துகள் முடுக்கிகளில் இத்துகள்களை உருவாக்க மிக மிக உயர்ந்த நிலையில் ஆற்றல் வழங்கப்பட வேண்டி உள்ளதால் இந்த இயற்பியல் பிரிவு மிக உயர் ஆற்றல் இயற்பியல் எனவும் அறியப்படுகிறது. இந்த அளவுகளில் நாம் வழக்கமாக கொள்ளும் வெளியிடம், நேரம், பொருள், ஆற்றல் குறித்த நிலைப்பாடுகள் ஏற்கக் கூடியனவாக இல்லை.
ஆராய்ச்சி
தொகுஇயற்பியலாளர்கள் இயற்பியல் கோட்பாடுகளை நிறுவ அறிவியல் முறையை பயன்படுத்துகின்றனர். ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட அணுகுமுறையை பயன்படுத்தி கோட்பாட்டின் உள்ளார்ந்த கேள்விக்கு சோதனைகள் மூலம் பெறப்பட்ட முடிவுகளையும் சோதனையை அவதானித்ததின் மூலம் பெறப்பட்ட முடிவையும் தொடர்புபடுத்தி விடையை கண்டறிகிறார்கள். சோதனையையும் அதை அவதானிப்பதின் மூலமும் பெறப்படும் முடிவுகளையும் சேகரித்து அவற்றை கோட்பாட்டின் கருதுகோளுடனும் ஊகங்களுடனும் ஒப்பிட்டுவதன் மூலம் கோட்பாட்டின் ஏற்புத்தன்மையை முடிவு செய்கிறார்கள்.
கோட்பாடு சோதனை
தொகுஇயற்பியலாளர்கள் சோதனைகளால் எதிர்பார்கப்பட்ட பண்புகளை கண்டறியும் கருவிகளையும் புதிய நிகழ்வுகளையும் கண்டறிய முயலும் அதே சமயத்தில் கோட்பாடுகளை விளங்கிக்கொள்ள இயற்பியலாளர்கள் சோதனைகளையும் அவற்றின் எதிர்பார்க்கப்பட்ட பண்புகளையும் கண்டறிய உதவ கோட்பாட்டாளர்கள் கணித மாதிரியை உருவாக்க முயல்கிறார்கள். கோட்பாடும் சோதனையும் தனித்தனியாக உருவானாலும் அவை இரண்டும் ஒன்றுக்கொன்று அதிகளவில் சார்ந்துள்ளன. கோட்பாடுகளை இயற்பியலாளர்கள் நிறுபிக்க முடியாத போதும் புதிய கோட்பாடுகள் இயற்பியலாளர்கள் எதிர்பார்த்த முடிவுகளை தரும் போதும்கூட இயற்பியல் முன்னேற்றம் காண்கிறது.
கோட்பாட்டிலும் சோதனையிலும் ஈடுபடுபவர் கோட்-இயல்பாளர் என்று அழைக்கபடுகிறார். இவர்கள் சிக்கலான நிகழ்வை சோதனையில் அவதானித்து அதை அடிப்படை கோட்பாட்டுடன் நிறுவ முயல்பவர்கள்.
கோட்பாட்டு இயற்பியல் என்பது தத்துவத்தால் ஈர்கப்பட்டது என்பது அதன் வரலாற்றை பார்க்கும் போது தெரிகிறது. மின்காந்தவியல் இதில் ஒன்று. நமது அண்டத்துக்கு அப்பால் இருப்பவற்றை கோட்பாட்டு இயற்பியல் தத்துவார்த்த முறையில் அவ்வாறு இருக்கலாம் என்ற முறையிலேயே கணிக்கிறது. பேரண்டம், இணையண்டம் போன்றவை அப்படிப்பட்டவையே. ஏற்கனவே உள்ள கோட்பாட்டின் சில சிக்கல்களுக்கு விடை காண முடியும் என்ற நம்பிக்கையில் கோட்பாட்டாளர்கள் இத்தகைய எண்ணங்களை உருவாக்குகிறார்கள்.
இயற்பியலின் பிரிவுகள்
தொகுஇயற்பியலுடன் சார்ந்த அல்லது உட்பிரிவுகள் என கருதப்படும் இயல்கள் பின்வருமாறு:
|
|
இயற்பியல் அளவுகளும் பரிமாணங்களும்
தொகுநேரடியாகவோ பிற வழிமுறைகளின் மூலமாகவோ அளவிடப்படும் இயற்பியல் அளவுகள் இரு வகைப்படும். ஒரு பொருள் ஒன்றின் நீளம், அகலம், உயரம், நிறை ஆகியவை பொருத்தமான அளக்கும் கருவிகளினால் அளக்கப்படக்கூடியவை. எனவே இவை அடிப்படை அளவுகள் என அழைக்கப்படும். அப்பொருளின் பரப்பளவு, கன அளவு, அடர்த்தி போன்றவற்றை கணித்தல் சமன்பாடுகள் மூலம் பெறக்கூடியவையாகும். இவை வழி அளவுகள் எனவும் அழைக்கப்படும். அடிப்படை அளவுகள் நீளம், காலம், நிறை, மின்னோட்டம், வெப்பநிலை, ஒளிச்செறிவு, பொருளின் அளவு ஆகிய ஏழு ஆகும். வழி அளவுகள் வேகம், முடுக்கம், விசை, வேலை, ஆற்றல், பரப்பளவு மற்றும் பல.
முதன்மை இயற்பியல் அளவுகள்
தொகு- நீளம்: இதன் அலகு மீட்டர்
- நேரம்: இதன் அலகு நொடி
- திணிவு (தமிழக வழக்கு: நிறை): இதன் அலகு கிலோ கிராம்
- வேகம்: இதன் அலகு நொடிக்கு மீட்டர்,மீ/நொ
- முடுக்கம்: இதன் அலகு மீ/நொ2
- அதிர்வெண்: இதன் அலகு ஏர்ட்சு
- விசை: இதன் அலகு நியூட்டன்
- வேலை: இதன் அலகு ஜூல்
- ஆற்றல்: இதன் அலகு ஜூல்
- வலு: இதன் அலகு வாட்டு
- பதார்த்த அளவு: இதன் அலகு மோல்
- வெப்பநிலை: இதன் அலகு கெல்வின்
- அழுத்தம்: இதன் அலகு பாசுக்கல்
- கன அளவு: இதன் அலகு கன மீட்டர்
- பரப்பளவு: இதன் அலகு சதுர மீட்டர்
இவற்றையும் பாக்க
தொகுமேற்கோள்கள்
தொகு- ↑ Richard Feynman begins his Lectures with the atomic hypothesis, as his most compact statement of all scientific knowledge: "If, in some cataclysm, all of scientific knowledge were to be destroyed, and only one sentence passed on to the next generations …, what statement would contain the most information in the fewest words? I believe it is … that all things are made up of atoms – little particles that move around in perpetual motion, attracting each other when they are a little distance apart, but repelling upon being squeezed into one another. …" R.P. Feynman, R.B. Leighton, M. Sands (1963). The Feynman Lectures on Physics. Vol. 1. p. I-2. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-201-02116-1.
{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link) - ↑ J.C. Maxwell (1878). Matter and Motion. D. Van Nostrand. p. 9. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-486-66895-9.
Physical science is that department of knowledge which relates to the order of nature, or, in other words, to the regular succession of events.
- ↑ H.D. Young, R.A. Freedman (2004). University Physics with Modern Physics (11th ed.). Addison Wesley. p. 2.
Physics is an experimental science. Physicists observe the phenomena of nature and try to find patterns and principles that relate these phenomena. These patterns are called physical theories or, when they are very well established and of broad use, physical laws or principles.
- ↑ S. Holzner (2006). Physics for Dummies. John Wiley & Sons. p. 7. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-470-61841-8.
Physics is the study of your world and the world and universe around you.
- ↑ Note: The term 'universe' is defined as everything that physically exists: the entirety of space and time, all forms of matter, energy and momentum, and the physical laws and constants that govern them. However, the term 'universe' may also be used in slightly different contextual senses, denoting concepts such as the cosmos or the philosophical world.
- ↑ கிமு 3000க்கும் முந்தைய துவக்க கால நாகரிகங்களாக அறியப்படும் சுமேரியர்கள், தொன்மை எகிப்தியர்கள் மற்றும் சிந்துவெளியினர் அனைவருமே சூரியன், சந்திரன் மற்றும் விண்மீன்களைக் குறித்த அடிப்படை அறிவையும் கணிக்கக்கூடியத் திறனையும் கொண்டவர்களாக இருந்தனர்.
- ↑ பிரான்சிஸ் பேக்கனின் 1620 Novum Organum அறிவியல் நெறிமுறைகளைக்குறித்து விமர்சித்துள்ளது.
- ↑ Singer, C. A Short History of Science to the 19th century. Streeter Press, 2008. p. 35.
- ↑ Lloyd, Geoffrey (1970). Early Greek Science: Thales to Aristotle. London; New York: Chatto and Windus; W. W. Norton & Company. pp. 108–109. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-393-00583-6.
- ↑ Ben-Chaim, Michael (2004). Experimental Philosophy and the Birth of Empirical Science: Boyle, Locke and Newton. Aldershot: Ashgate. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-7546-4091-4. இணையக் கணினி நூலக மைய எண் 53887772 57202497.
{{cite book}}: Check|oclc=value (help); Invalid|ref=harv(help) - ↑ Weidhorn, Manfred (2005). The Person of the Millennium: The Unique Impact of Galileo on World History. iUniverse. p. 155. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-595-36877-8. Weidhorn Introduces Galili as the "father of modern Physics"
- ↑ Guicciardini, Niccolò (1999), Reading the Principia: The Debate on Newton's Methods for Natural Philosophy from 1687 to 1736, New York: Cambridge University Press.
- ↑ தனிச்சுழி −273.15 °C (செல்சியசு), அல்லது −459.67 °F (பாரென்ஹீட்) அல்லது 0 K (கெல்வின்).
- ↑ Crawford, F.H. (1963). Heat, Thermodynamics, and Statistical Physics, Rupert Hart-Davis, London, Harcourt, Brace & World, Inc., pp. 106–107.
- ↑ Haase, R. (1963/1969). Thermodynamics of Irreversible Processes, translated in English, Addison-Wesley, Reading MA, pp. 10–11.
- ↑ Dugdale, J.S. (1998). Entropy and its Physical Meaning. Taylor and Francis. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-7484-0569-0. இணையக் கணினி நூலக மைய எண் 36457809.
- ↑ "kinetic theory of gases". பார்க்கப்பட்ட நாள் 1 பெப்ரவரி 2008.
{{cite web}}: Check date values in:|accessdate=(help) - ↑ Smith, J.M. (2005). Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics. McGraw Hill. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-07-310445-0. இணையக் கணினி நூலக மைய எண் 56491111.
{{cite book}}: Unknown parameter|coauthors=ignored (help) - ↑ Haynie, Donald, T. (2001). Biological Thermodynamics. Cambridge University Press. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-521-79549-4. இணையக் கணினி நூலக மைய எண் 43993556.
{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
வெளி இணைப்புகள்
தொகு
- பொதுவானவை
- இயற்பியல் தகவல்களஞ்சியம் (இணையத்தில்)
- பிசிக்சுசென்ட்ரல் – அமெரிக்க இயற்பியல் சமூகத்தினால் இயக்கப்படும் வலைவாசல்
- Physics.org பரணிடப்பட்டது 2004-09-02 at the வந்தவழி இயந்திரம் – இயற்பியல் கழகத்தினால் பரணிடப்பட்டது 2019-05-21 at the வந்தவழி இயந்திரம் இயக்கப்படும் வலைவாசல்
- நம்பிக்கை இல்லாதோருக்கான இயற்பியல் வழிகாட்டி பரணிடப்பட்டது 2016-02-07 at the வந்தவழி இயந்திரம்
- Usenet Physics FAQ – இயற்பியல் மடலாடற்குழுக்களாலும் sci.physics தளத்தாலும் தொகுக்கப்பட்ட அ.கே,கே
- இயற்பியலுக்கான நோபல் பரிசு வலைத்தளம் பரணிடப்பட்டது 2009-01-16 at the வந்தவழி இயந்திரம்
- இயற்பியல் உலகம் ஓர் இணைய தகவற்களஞ்சியம்
- நேச்சர்: இயற்பியல்
- இயற்பியல்/வெளியீடுகள் திறந்த ஆவணத் திட்டத்தில்
- பிசிக்சுவொர்ல்டு.கொம் – இயற்பியல் பதிப்பகக் கழகத்தின் பரணிடப்பட்டது 2012-07-12 at the வந்தவழி இயந்திரம் செய்தி வலைத்தளம்
- பிசிக்சு சென்ட்ரல் பரணிடப்பட்டது 2013-06-24 at the வந்தவழி இயந்திரம் – வானியல், துகள் இயற்பியல் மற்றும் கணிதம் குறித்த கட்டுரைகளுடன்.
- தி வேகா சயின்சு டிரஸ்ட் – இயற்பியல் உட்பட அறிவியல் ஒளிதங்கள்
- ஒளிதம்: ஜஸ்டின் மோர்கனுடன் இயற்பியல் குறித்த "மின்னல்வேக" சுற்றுலா
- 52-part video course: எந்திரமயமான பேரண்டம்...மேலும் பரணிடப்பட்டது 2013-03-22 at the வந்தவழி இயந்திரம்
- அமைப்புகள்
- AIP.org பரணிடப்பட்டது 2004-10-12 at the வந்தவழி இயந்திரம் – அமெரிக்க இயற்பியல் கழகத்தின் வலைத்தளம்
- APS.org – அமெரிக்க இயற்பியல் சமூகத்தின் வலைத்தளம்
- IOP.org பரணிடப்பட்டது 2019-05-21 at the வந்தவழி இயந்திரம் – இயற்பியல் கழகத்தின் வலைத்தளம்
- PlanetPhysics.org பரணிடப்பட்டது 2009-02-25 at the வந்தவழி இயந்திரம்
- Royal Society – இயற்பியலுக்கான தனி அமைப்பாக இல்லாவிடினும் இயற்பியல் வரலாற்று சிறப்பு மிக்கது.
- SPS National – இயற்பியல் மாணாக்கர்களின் சமூகத்தின் வலைத்தளம்