Physik

Wie auch bei anderen Naturwissenschaften, besteht das Ziel physikalischer Forschung darin,

• in der Natur Zusammenhänge und Gesetze zu erkennen,
• mithilfe der gewonnenen Erkenntnisse Erscheinungen und Vorgänge erklären und voraussagen zu können,
• die gewonnenen Erkenntnisse bewusst zu nutzen, um das Leben der Menschen sicherer und angenehmer zu machen.

Naturerscheinungen und Physik

Die Naturerscheinungen, mit denen sich die Physik beschäftigt, sind sehr vielfältig. Bei der Untersuchung jeder Naturerscheinung entstehen auch Fragen, die beantwortet werden müssen. Nachfolgend sind einige wenige Beispiele und mit ihnen verbundene Fragen genannt:

Eine Naturerscheinung ist der Regenbogen. Wie entsteht ein Regenbogen? Unter welchen Bedingungen kann man ihn sehen? Warum hat ein Regenbogen immer dasselbe Farbband? Warum sieht man manchmal sogar zwei Regenbogen übereinander?

Ein Lagerfeuer kann faszinierend sein. Woher kommen Wärme und Licht des Feuers? Wie entsteht Feuer und wie kann es gelöscht werden? Warum geben unterschiedliche Brennmaterialien unterschiedlich viel Wärme und Licht ab?

Im Nordpolarmeer und im Südpolarmeer schwimmen gewaltige Eisberge im Wasser. Dabei sieht man nur ihre Spitze, weil sich etwa 90 % eines Eisberges unter Wasser befinden. Warum schwimmt überhaupt ein viele Tonnen schwerer Eisberg? Warum befindet sich der größte Teil unter Wasser? Wie lange existiert ein auf dem Wasser schwimmender Eisberg?

In großen Räumen oder in den Bergen kann man Echos hören. Wie kommt ein solches Echo zustande? Wovon ist die Dauer zwischen einem Ruf und der Wahrnehmung seines Echo abhängig? Unter welchen Bedingungen entsteht ein Mehrfachecho?

Mit all diesen und vielen weiteren Fragen beschäftigt sich die Physik. Dabei werden typische Denk- und Arbeitsweisen angewendet, die mit solchen Tätigkeiten, wie Beobachten, Beschreiben, Vergleichen, Messen, Experimentieren oder Interpretieren, verbunden sind.

Die Teilgebiete der Physik

Traditionell wird die Physik in folgende Teilgebiete eingeteilt:

• Mechanik: Sie beschäftigt sich mit den Eigenschaften (Volumen, Masse, Dichte) und der Bewegung von Körpern, Kräften und ihren Wirkungen, dem Auftrieb und dem Schwimmen, dem Fliegen, den mechanischen Schwingungen und Wellen, der Entstehung und den Eigenschaften von Schall.
   
• Wärmelehre oder Thermodynamik: Ihr Untersuchungsgegenstand ist die Temperatur von Körpern, die Aggregatzustände und ihre Änderungen, die Übertragung von Wärme und Wärmekraftmaschinen.
   
• Elektrizitätslehre oder Elektrik: Sie beschäftigt sich u.a. mit den Eigenschaften von elektrisch geladenen Körpern, dem Magnetismus, den Wirkungen des elektrischen Stromes, den Gesetzen in elektrischen Stromkreisen, der Erzeugung und Umformung von Elektroenergie, den elektromagnetischen Schwingungen und Wellen.
   
• Optik: Sie beschäftigt sich mit der Ausbreitung von Licht, der Reflexion und Brechung, der Bildentstehung bei Spiegeln und Linsen, dem Aufbau und der Wirkungsweise optischer Geräte sowie mit Farben.
   
• Atom- und Kernphysik: Untersuchungsgegenstand dieses Teilgebietes ist der Aufbau von Atomen, die Umwandlung von Atomkernen, Radioaktivität und die Eigenschaften radioaktiver Strahlung, die Erzeugung von Kernenergie.
   
• Energie, das man als ein übergreifendes Teilgebiet abtrennen kann. Gegenstände der Betrachtung sind Energieformen und Energieträger, die Umwandlung und Übertragung von Energie, die Speicherung und Entwertung von Energie, die Auswirkung der Nutzung von Energie auf die Umwelt.

Darüber hinaus haben sich in enger Verbindung zu anderen Naturwissenschaften solche Bereiche, wie die Biophysik oder die physikalische Chemie herausgebildet.