Перегляд вихідного коду сторінки Фізика

[[Файл:Stylised atom with three Bohr model orbits and stylised nucleus.svg|thumb|Схематичне зображення атома [[літій|літію]]. Вивчення матерії на атомному рівні&nbsp;— одна з пріоритетних задач фізики]]
[[Файл:SOLEIL le 01 juin 2005.jpg|thumb|[[Синхротрон]] SOLEIL. Сучасна фізика використовує гігантські експериментальні [[інструмент]]и.]]

'''''' (від {{lang-el|φυσικός}} природний, {{lang-el2|φύσις}} природа)&nbsp;— [[Природничі науки| наука]], яка [[дослідження|досліджує]] загальні властивості [[Матерія (фізика)|матерії]] та [[Фізичне явище|явищ]] у ній, а також виявляє загальні [[Закон (закономірність)|закони]], які керують цими явищами. Це [[наука]] про [[Закон (закономірність)|закономірності]] [[Природа|природи]] в широкому сенсі цього слова. [[Фізик]]и вивчають поведінку та [[властивість|властивості]] матерії в широких межах її проявів, від субмікроскопічних [[елементарна частинка|елементарних частинок]], з яких побудоване все матеріальне ([[фізика елементарних частинок]]), до поведінки всього [[Всесвіт]]у як єдиної [[система|системи]] ([[космологія]]).

Деякі з закономірностей, які встановлені фізикою, є загальними для всіх матеріальних систем. До таких можна віднести, наприклад, [[закон збереження енергії]]. Такі закономірності називають [[Фізичний закон|законами фізики]]. Фізику вважають [[фундаментальні науки|фундаментальною наукою]], тому що всі інші природничі науки ([[хімія]], [[геологія]], [[біологія]] тощо) мають справу з певними різновидами матеріальних систем, які підкоряються законам фізики. Наприклад, властивості хімічних речовин визначаються властивостями [[молекула|молекул]] та [[атом]]ів, які їх складають, а ці властивості досліджують в таких галузях фізики, як [[квантова механіка]], [[термодинаміка]] та/або [[електрика]] ([[електромагнетизм]]).

Фізика тісно пов'язана з [[математика|математикою]]. Фізичні теорії, як правило, побудовані на основі певного [[математичний апарат|математичного апарату]], і цей апарат часто набагато складніший в порівнянні з іншими природничими науками. Але відмінність фізики від математики в тому, що фізика принципово зосереджена на описі матеріального світу, тоді як математика має справу з абстрактними ідеями та формулюваннями, які не обов'язково описують певну об'єктивну реальність. Позаяк чіткого поділу не існує, на перетині цих двох наук постала спеціальна дисципліна&nbsp;— [[математична фізика]], яка вибудовує математичні структури фізичних теорій.

== Загальний огляд фізичної науки ==

=== Науковий метод ===

Фізика&nbsp;— [[Природничі науки|природнича наука]]. В її основі лежить [[експеримент]]альне дослідження явищ природи, а її задача&nbsp;— формулювання [[Науковий закон|законів]], якими пояснюються ці явища. Фізика зосереджується на вивченні найфундаментальніших та найпростіших явищ і на відповідях на найпростіші запитання: з чого складається матерія, яким чином частинки матерії взаємодіють між собою, за якими правилами й законами здійснюється рух частинок тощо. В основі фізичних досліджень лежать спостереження. Узагальнення спостережень дозволяє фізикам формулювати гіпотези щодо спільних загальних рис тих явищ, за якими велися спостереження. Гіпотези перевіряються за допомогою продуманого експерименту, в якому явище проявлялося б у якомога чистішому вигляді й не ускладнювалося б іншими явищами. [[Аналіз]] даних сукупності експериментів дозволяє сформулювати закономірність. На перших етапах досліджень закономірності мають здебільшого емпіричний, феноменологічний характер, тобто явище описується кількісно за допомогою певних параметрів, характерних для досліджуваних [[фізичне тіло|тіл]] та речовин. Аналізуючи закономірності та параметри, фізики будують фізичні теорії, які дозволяють пояснити досліджувані явища на основі уявлень про будову тіл та речовин і взаємодію між їхніми складовими частинами. Фізичні теорії, в свою чергу, створюють передумови для постановки точніших експериментів, в ході яких здебільшого визначаються рамки їхнього застосування. Найзагальніші фізичні теорії дозволяють формулювання фізичних законів, які вважаються загальними істинами, доки накопичення нових експериментальних результатів не вимагатиме їхнього уточнення.

Наприклад, [[Стівен Ґрей]] помітив, що [[електрика|електрику]] можна передавати на доволі значну віддаль за допомогою зволожених ниток, і почав досліджувати це явище. [[Георг Симон Ом|Георг Ом]] зумів знайти для нього кількісну закономірність&nbsp;— [[електричний струм|струм]] у провіднику пропорційний [[Електрична напруга|напрузі]] ([[закон Ома]]). При цьому, звісно, експерименти Ома опиралися на нові [[джерело живлення|джерела живлення]] та на нові способи [[Вимірювання|вимірювати]] дію електричного струму, що дозволило кількісно охарактеризувати його. За результатами подальших досліджень вдалося абстрагуватися від форми та довжини провідників і ввести такі феноменологічні характеристики, як [[питомий опір]] провідника та [[внутрішній опір]] джерела живлення. Закон Ома й понині залишається основою [[електротехніка|електротехніки]], однак дослідження встановили також рамки його застосування&nbsp;— відкрили елементи [[електричне коло|електричного кола]] з нелінійними [[вольт-амперна характеристика|вольт-амперними характеристиками]] і навіть речовини, які не мають електричного опору&nbsp;— [[Надпровідність|надпровідники]]. Після відкриття [[електричний заряд|заряджених]] мікроскопічних частинок&nbsp;— [[електрон]]ів, була сформульована мікроскопічна теорія [[Електропровідність|електропровідності]], яка пояснила залежності опору від температури [[розсіювання частинок і хвиль|розсіянням]] електронів на коливаннях [[Кристалічна ґратка|кристалічної ґратки]], домішках тощо.

=== Теоретична та експериментальна фізика ===

Принципи фізичних пошуків дещо відрізняються від досліджень в інших науках тому, що тут існує чітко визначений розподіл на [[теорія|теорію]] та [[експеримент]], і з [[XX століття]] більшість фізиків спеціалізується або на [[теоретична фізика|теоретичній фізиці]], або на [[експериментальна фізика|експериментальній]], і дуже мало таких, які б досягли успіхів в обох напрямах. Для порівняння, практично всі успішні теоретики [[біологія|біології]] та [[хімія|хімії]] також були і експериментаторами.

Теоретики займаються пошуком теорій, які могли б пояснити відомі експериментальні [[результат]]и та передбачити нові, тоді як експериментатори організують свої практичні дослідження для перевірки результатів теорій. Тобто, незважаючи на існування двох чітких напрямів, вони тісно пов'язані один з одним. Тому прориви в фізиці часто відбуваються саме тоді, коли експериментатори виявляють, що наявні теорії не можуть пояснити їхніх результатів, і це потребує побудови нових фізичних теорій.

Поділ фізиків на теоретиків та експериментаторів пов'язаний із особливою складністю математичного апарату сучасної фізики з одного боку та складністю сучасного експериментального устаткування&nbsp;— з іншого. З появою потужної комп'ютерної техніки виділився новий клас фізиків, які займаються [[Цифрове моделювання|комп'ютерним моделюванням]] фізичних процесів та розробкою програмного забезпечення для складних фізичних розрахунків. Частково таке [[Наукове моделювання|моделювання]] проводиться [[ab initio]], тобто виходячи з основних принципів фізичної теорії, частково, ґрунтуючись на [[Феноменологія (наука)|феноменологічних теоріях]] та використовуючи [[база даних|бази даних]] фізичних параметрів [[частинка|частинок]], [[атом]]ів чи [[речовина|речовин]].

== Кількісний характер фізики ==

Фізика&nbsp;— кількісна наука. Фізичний [[експеримент]] опирається на [[вимірювання]], тобто порівняння значення величини з [[Одиниця вимірювання|одиницею вимірювання]] з використанням спеціальних технічних засобів. З цією метою фізика розвинула сукупність [[Одиниця вимірювання|фізичних одиниць]] та [[Засіб вимірювальної техніки|засобів вимірювальної техніки]]. Окремі фізичні одиниці об'єднуються в системи фізичних одиниць. Так, на сучасному етапі розвитку науки [[стандарт]]ом є [[Міжнародна система одиниць (SI)]].

Отримані експериментально кількісні залежності дозволяють використовувати для своєї обробки математичні методи і будувати теоретичні, тобто, математичні моделі досліджуваних явищ.   Зі зміною уявлень про природу тих чи інших явищ змінюються також фізичні одиниці, в яких вимірюються [[фізична величина|фізичні величини]]. Наприклад, для вимірювання [[температура|температури]] спочатку були запропоновані довільні [[температурна шкала|температурні шкали]], які ділили проміжок температур між характерними явищами (наприклад, замерзанням і кипінням води) на певну кількість менших проміжків, що отримали назву {{нп|Градус (температура)|градусів температури||Degree (temperature)}}. Для вимірювання [[кількість теплоти|кількості теплоти]] була запроваджена одиниця&nbsp;— [[калорія]], яка визначала кількість теплоти, необхідної для нагрівання [[грам]]у води на один градус. Проте з часом фізики встановили відповідність між механічною і тепловою формою [[Енергія|енергії]]. Виявилося, що запропонована раніше одиниця кількості теплоти, калорія, є зайвою, як і одиниця вимірювання температури — градус. І кількість теплоти й температуру можна вимірювати в одиницях [[механічна енергія|механічної енергії]]. В сучасну епоху калорія та градус не вийшли з практичного вжитку, але між цими одиницями і одиницею енергії [[Джоуль|Джоулем]] існує точне числове співвідношення. Коефіцієнт переходу від температурної до енергетичної величини ([[стала Больцмана]]) вважається [[фізичні константи|фізичною сталою]].

=== Базові фізичні теорії ===

Фізики мають справу з неймовірно широким спектром різних об'єктів та систем, але існує декілька теорій, які використовуються фізиками майже завжди та незалежно від конкретної галузі. Кожна з цих теорій вважається здебільшого вірною, хоча має певні межі застосування.

{| border="1" cellpadding="2" class="wikitable"
!Теорія
!Основні розділи
!Концепції
|-
| [[Класична механіка]]
| [[Закони Ньютона]], [[Механіка Лагранжа]], [[Механіка Гамільтона]], [[Теорія хаосу]], [[Гідродинаміка]], [[Механіка суцільних середовищ]]
| [[Вимірювання]], [[Простір]], [[Час]], [[Рух (механіка)|Рух]], [[Швидкість]], [[Прискорення]], [[Маса]], [[Імпульс (механіка)|Імпульс]], [[Сила]], [[Енергія]], [[Момент імпульсу]], [[Закони збереження]], [[Гармонічний осцилятор]], [[Хвиля]], [[Робота (фізика)|Робота]], [[Потужність]]
|-
| [[Електромагнетизм]]
| [[Електростатика]], [[Електрика]], [[Магнетизм]], [[Рівняння Максвелла]]
| [[Електричний заряд]], [[Електричний струм]], [[Електричне поле]], [[Магнітне поле]], [[Електромагнітне поле]], [[Електромагнітне випромінювання]], [[Магнітний монополь]]
|-
| [[Термодинаміка]], [[Статистична механіка]]
| [[Кінетична теорія]]
| [[Стала Больцмана]], [[Ентропія]], [[Вільна енергія Гельмгольца|Вільна енергія]], [[Кількість теплоти|Теплота]], [[Температура]]
|-
| [[Квантова механіка]]
| [[Інтеграл вздовж траєкторій]], [[Рівняння Шредінгера]]
| [[Гамільтоніан]], [[Принцип нерозрізнюваності частинок|Ідентичні частинки]], [[Стала Планка]], [[Сплутані квантові стани|Квантове зчеплення]], [[гармонічний осцилятор|Квантовий гармонічний осцилятор]], [[Хвильова функція]], [[Квантове число]], [[Спін]]
|-
| [[Теорія відносності]]
| [[Спеціальна теорія відносності]], [[Загальна теорія відносності]]
| [[Принцип еквівалентності]], [[4-імпульс]], [[Система відліку]], [[Простір-час]], [[Швидкість світла]]
|-
| [[Квантова теорія поля]]
| [[Квантова електродинаміка]], [[Квантова хромодинаміка]], [[Стандартна модель]]
| [[Регуляризація]], [[Перенормування]], [[Ренормгрупа]], [[Вакуум|Фізичний вакуум]], [[Фундаментальна частинка]], [[Кварк]]
|}

=== Основні галузі фізики ===

Сучасні фізичні дослідження можна розподілити на окремі галузі, які вивчають різні аспекти матеріального світу. [[Фізика конденсованих середовищ]], напевно одна з найбільших окремих галузей досліджень, сконцентрована на вивченні властивостей звичних проявів матерії, таких як [[тверде тіло|тверді тіла]] та [[рідина|рідини]]. Їхні властивості випливають з властивостей та особливостей взаємодії [[атом]]ів цих речовин. Атомна, [[молекулярна фізика]] та [[оптика]] мають справу саме з індивідуальними атомами та молекулами. Галузь фізики елементарних частинок, також знана під назвою фізики високих енергій, вивчає властивості субмікроскопічних, набагато менших ніж атоми, частинок, із яких побудована вся матерія. Нарешті, [[астрофізика]] застосовує фізичні закони до пояснення астрономічних феноменів, починаючи від [[Сонце|Сонця]] та інших об'єктів [[Сонячна система|Сонячної системі]], і закінчуючи [[Всесвіт]]ом як таким.

{| border="1" cellpadding="2" class="wikitable"
!Галузь
!Напрям
!Основні теорії
!Поняття
|-
| [[Астрофізика]]
| [[Космологія]], [[Планетологія]], [[Фізика плазми]]
| [[Великий вибух]], [[Розширення Всесвіту]], [[Загальна теорія відносності]], [[Закон всесвітнього тяжіння]]
| [[Чорна діра]], [[Реліктове випромінювання]], [[Галактика]], [[Гравітація]], [[Гравітаційна хвиля]], [[Планета]], [[Сонячна система]], [[Зоря]]
|-
| Атомна, молекулярна фізика та оптика
| [[Атомна фізика]], [[Молекулярна фізика]], [[Оптика]],
| [[Квантова оптика]]
| [[Дифракція]], [[Електромагнітне випромінювання]], [[Лазер]], [[Поляризація електромагнітної хвилі|Поляризація]], [[Спектр]]
|-
| [[Фізика елементарних частинок]]
| [[Фізика прискорювачів]], [[Ядерна фізика]]
| [[Стандартна модель]], [[теорії великого об'єднання]], [[Теорія струн]]
| [[Фундаментальні взаємодії]] ([[гравітація]], [[електромагнетизм]], [[слабка взаємодія]], [[сильна взаємодія]]), [[Елементарна частинка]], [[Антиматерія]], [[Спін]], [[Теорія всього]], [[Енергія вакууму]]
|-
| [[Фізика конденсованих середовищ]]
| [[Фізика твердого тіла]], [[Фізика гірських порід]], [[Фізика полімерів]], [[Гідродинаміка]], [[Фізика плазми]]
| [[теорема Блоха|Хвиля Блоха]], [[Фермі-газ]], [[Фермі-рідина]]
| [[Агрегатний стан|Основні агрегатні стани]] ([[газ]], [[рідина]], [[тверде тіло]], [[Плазма (агрегатний стан)|плазма]], [[конденсація Бозе — Ейнштейна]]), [[Електропровідність]], [[Магнетизм]], [[Самоорганізація]], [[Спін]]
|}

== Прикладна фізика ==
{{Докладніше|Прикладна фізика}}
Від свого зародження фізика завжди мала велике прикладне значення й розвивалася разом із машинами й механізмами, які людство використовувало для своїх потреб. Фізика широко використовується в інженерних науках, чимало фізиків було водночас винахідниками і навпаки. Механіка, як частина фізики, тісно пов'язана з [[теоретична механіка|теоретичною механікою]] та [[опір матеріалів|опором матеріалів]], як інженерними науками. Термодинаміка зв'язана з [[теплотехніка|теплотехнікою]] та конструюванням [[теплові двигуни|теплових двигунів]]. Електрика пов'язана з [[електротехніка|електротехнікою]] та [[електроніка|електронікою]], для становлення і розвитку якої дуже важливі дослідження в області [[фізика твердого тіла|фізики твердого тіла]]. Досягнення ядерної фізики зумовили появу [[ядерна енергетика|ядерної енергетики]] тощо.

Фізика також має широкі міждисциплінарні зв'язки. На межі фізики, хімії та інженерних наук виникла і швидко розвивається така галузь науки як [[матеріалознавство]]. Фізичні методи та інструменти використовуються хімією, що призвело до становлення двох напрямків досліджень: [[фізична хімія|фізичної хімії]] та [[хімічна фізика|хімічної фізики]]. Дедалі потужнішою стає [[біофізика]]&nbsp;— область досліджень на межі між біологією та фізикою, в якій біологічні процеси вивчаються виходячи з атомарної структури органічних речовин. [[Геофізика]] вивчає фізичну природу геологічних явищ. [[Медицина]] використовує фізичні методи, такі як [[Рентгеноскопія|рентгенівські]] та [[ультразвук]]ові дослідження, [[ядерний магнітний резонанс]]&nbsp;— для діагностики, [[лазер]]и&nbsp;— для лікування хвороб очей, ядерне опромінювання&nbsp;— в [[онкологія|онкології]] тощо.

== Теоретична фізика ==
{{main|Теоретична фізика|Математична фізика|Фізична хімія}}
{{Розширити розділ|дата=листопад 2012}}

== Історія фізики ==
[[Файл:Archimedes-screw one-screw-threads with-ball 3D-view animated small.gif|thumb|[[Архімедів гвинт]]&nbsp;— винахід античності]]
{{main|Історія фізики}}

Люди намагалися зрозуміти властивості матерії з найдревніших часів: чому тіла падають на землю, чому різні речовини мають різні властивості тощо. Цікавили людей також питання про будову світу, про природу [[Сонце|Сонця]] і [[Місяць (супутник)|Місяця]]. Спочатку відповіді на ці запитання намагалися шукати в [[філософія|філософії]]. Здебільшого філософські теорії, які намагалися дати відповіді на такі запитання не перевірялися на практиці. Однак, попри те, що нерідко філософські теорії неправильно описували [[спостереження]], ще в древні часи людство добилося значних успіхів в астрономії, а [[Стародавня Греція|давньогрецький]] вчений [[Архімед]] навіть зумів дати точні кількісні формулювання багатьох законів [[механіка|механіки]] й [[гідростатика|гідростатики]].

Деякі теорії древніх мислителів, як, наприклад, ідеї про [[атом]], які були сформульовані у стародавніх [[Стародавня Греція|Греції]] та [[Стародавня Індія|Індії]], випереджали час.

Поступово від загальної філософії почали відокремлюватися [[природничі науки]], як та її частина, яка описує навколишній світ. Одна з основних книг [[Арістотель|Арістотеля]] називається «Фізика». Незважаючи на деякі неправильні твердження, фізика Арістотеля впродовж віків залишалася основою знань про природу.

=== Період до наукової революції ===
Властивість людства сумніватися й переглядати положення, які раніше вважалися єдино істинними, в пошуках відповідей на нові запитання зрештою привела до доби великих наукових відкриттів, яку сьогодні називають науковою революцією, що розпочалася приблизно з другої половини [[XVI століття|XIX століття]]. Передумови до цієї докорінної зміни склалися завдяки надбанням, які можна прослідкувати до Індії та Персії. Сюди входять еліптичні моделі планетарних орбіт, що спиралися на [[Геліоцентризм|геліоцентричну модель]] [[Сонячна система|Сонячної системи]], яку розробив індійський математик і астроном [[Аріабхата I]], базові положення [[атомістика|атомізму]], запропоновані [[індуїзм|індуськими]] та [[джайнізм|джайністськими]] філософами, теорія про те, що [[світло]] еквівалентне енергетичним частинкам буддистських мислителів [[Дігнага|Дігнаги]] й [[Дхармакірті]], оптична теорія арабського вченого [[Ібн аль-Хайсам|Ібн аль-Хайсама]], винайдена персом [[Мухаммад аль Фазарі|Мухаммадом аль Фазарі]] [[астролябія]]. Перський учений [[Насир ад-Дін ат-Тусі]] вказав на значні недоліки [[Геоцентризм|птолемеївської системи]].

[[Середньовіччя|Середньовічна]] [[Європа]] на певний час втратила знання античних часів, але під впливом [[Халіфат|Арабського халіфату]] збережені арабами твори Аристотеля повернулися. В [[XIII століття|XIII]]-[[XIII століття|XIII століттях]] знайшли свій шлях у Європу також твори індійських і перських учених.

В Середні віки почав складатися [[науковий метод]], у якому основна роль відводилася [[експеримент]]у й [[математика|математичному опису]]. Ібн аль-Хайсам (Альхазен) вважається основоположником наукового методу. У своїй «Книзі про оптику», написаній у [[1021]] році, він описував експерименти, поставлені для того, щоб доказати справедливість своєї теорії [[зір|зору]], яка стверджувала, що око сприймає світло, випромінене іншими об'єктами, а не випромінює саме, як вважали раніше [[Евклід]] і [[Клавдій Птолемей|Птолемей]]. В експериментах Альхазена використовувалася [[камера-обскура]]. За допомогою цього приладу він перевіряв свої гіпотези щодо властивостей світла: чи світло розповсюджується по [[пряма|прямій]], чи змішуються в [[повітря|повітрі]] різні [[Світловий промінь|промені світла]].

=== Наукова революція ===
[[Файл:Galileo.arp.300pix.jpg|thumb|Галілео Галілей]]
[[Файл:GodfreyKneller-IsaacNewton-1689.jpg|thumb|Ісаак Ньютон]]
{{main|Наукова революція|Класична фізика}}

Період наукової революції характеризується утвердженням наукового методу досліджень, вичленовуванням фізики із загалу [[натурфілософія|натурфілософії]] в окрему область і розвитком окремих розділів фізики: механіки, оптики, термодинаміки тощо.

Більшість істориків притримуються думки про те, що наукова революція розпочалася в [[1543]] році, коли [[Миколай Коперник|Миколаю Копернику]] привезли з [[Нюрнберг]]а вперше надрукований примірник його книги «[[Про обертання небесних сфер]]».

Впродовж століття відтоді знання людство збагатилося працями таких дослідників, як [[Галілео Галілей]], [[Християн Гюйгенс]], [[Йоганн Кеплер]] і [[Блез Паскаль]]. Галілей першим почав послідовно застосовувати науковий метод, проводячи експерименти, щоб підтвердити свої припущення і теорії. Він сформулював деякі закони [[динаміка|динаміки]] і [[кінематика|кінематики]], зокрема [[Закони Ньютона|закон інерції]], і перевірив їх дослідним шляхом. В 1687 році [[Ісаак Ньютон]] опублікував книгу «Principia», в якій в подробицях описав дві основоположні фізичні теорії: закони руху тіл, відомі під назвою [[закони Ньютона]], і закони [[гравітація|тяжіння]]. Обидві теорії чудово узгоджувалися з експериментом. Книга також наводила теорії руху рідин. Згодом [[класична механіка]] була переформульована і розширена [[Леонард Ейлер|Леонардом Ейлером]], [[Жозеф-Луї Лагранж|Жозефом-Луї Лагранжем]], [[Вільям Ровен Гамільтон|Вільямом Гамільтоном]] та іншими. Закони гравітації заклали основу тому, що пізніше стало [[астрофізика|астрофізикою]], яка використовує фізичні теорії для опису й пояснення астрономічних спостережень.

Після встановлення законів механіки Ньютоном, наступним дослідним полем стала [[електрика]]. Основи створення теорії електрики заклали спостереження й досліди таких вчених XVII століття, як [[Роберт Бойль]], [[Стівен Ґрей]], [[Бенджамін Франклін]]. Склалися основні поняття&nbsp;— [[електричний заряд]] та [[електричний струм]].

У [[1831]] році англійський фізик [[Майкл Фарадей]] об'єднав електрику й [[магнетизм]], продемонструвавши, що рухомий [[магніт]] індукує в електричному колі струм. Спираючись на цю концепцію, [[Джеймс Клерк Максвелл]] побудував теорію [[електромагнітне поле|електромагнітного поля]]. Крім електромагнітних явищ [[рівняння Максвелла]] описують [[світло]]. Підтвердження цьому знайшов [[Генріх Герц]], відкривши [[радіохвилі]].

Із побудовою теорії електромагнітного поля та [[Електромагнітна хвиля|електромагнітних хвиль]] перемогою хвильової теорії світла, започаткованої Гюйгенсом, над корпускулярною теорією Ньютона, завершилася побудова класичної оптики. На цьому шляху оптика збагатилася розумінням дифракції та інтерференції світла, досягнутим завдяки працям [[Огюстен Жан Френель|Огюстена Френеля]] і [[Томас Юнг|Томаса Юнга]].

У XVIII і на початку XIX століття були відкриті основні закони поведінки газів, а з добою теплових машин сформувалася наука [[термодинаміка]]. Всередині XIX століття [[Джеймс Прескотт Джоуль]] встановив еквівалентність механічної та теплової енергій, що призвело до формулювання [[Закон збереження енергії|закону збереження енергії]]. Завдяки [[Рудольф Клаузіус|Рудольфу Клаузіусу]] був сформульований [[другий закон термодинаміки]], [[Джозая Віллард Ґіббз|Джозая Гіббз]] заклав основи [[статистична фізика|статистичної фізики]], [[Людвіг Больцман]] запропонував статистичну інтерпретацію поняття [[Ентропія|ентропії]].

Під кінець XIX століття фізики підійшли до значного відкриття&nbsp;— експериментального підтвердження існування [[атом]]а.

Наприкінці XIX століття змінилася роль фізики в суспільстві. Виникнення нової техніки: електрики, радіо, автомобіля тощо, вимагало великого обсягу прикладних досліджень. Заняття наукою стало професією. Фірма [[General Electric]] першою відкрила власні дослідницькі лабораторії. Такі ж лабораторії стали з'являтися в інших фірмах.

=== Зміна парадигм ===
[[Файл:Einstein1921 by F Schmutzer 2.jpg|thumb|Альберт Ейнштейн]]
[[Файл:Bohr atom model Ukrainian.svg|thumb|Модель Бора&nbsp;— планетарна модель [[електронна оболонка|електронних оболонок]] [[атом]]а]]

Кінець XIX&nbsp;— початок XX століття був часом, коли під тиском нових експериментальних даних фізикам довелося переглянути старі теорії й замінити їх новими, заглядаючи дедалі глибше в будову матерії. [[Експеримент Майкельсона — Морлі]] вибив основу з-під ніг [[електромагнетизм]]у, поставивши під сумнів існування [[ефір (фізика)|ефіру]]. Були відкриті нові явища, такі як [[рентгенівське випромінювання]] та [[радіоактивність]]. Не встигли фізики довести існування атома, як з'явилися докази існування [[електрон]]а, експерименти з [[фотоефект]]у та вимірювання спектру теплового випромінювання давали результати, які неможливо було пояснити, виходячи із засад [[класична фізика|класичної фізики]]. У пресі цей період називався кризою фізики, але водночас він став періодом тріумфу фізики, яка зуміла виробити нові революційні теорії, які не тільки пояснили незрозумілі явища, а й передбачили інші, відкривши шлях до нового розуміння природи.

В [[1905]] році [[Альберт Ейнштейн]] побудував [[спеціальна теорія відносності|спеціальну теорію відносності]], яка продемонструвала, що поняття ефіру зайве при поясненні електромагнітних явищ. При цьому довелося змінити класичну механіку Ньютона, давши їй нове формулювання, справедливе при великих швидкостях. Докорінно змінилися також уявлення про природу простору й часу. Ейнштейн розвинув свою теорію у [[загальна теорія відносності|загальну теорію відносності]], опубліковану в 1916 році. Нова теорія описувала гравітаційні явища і відкрила шлях до розвитку [[космологія|космології]]&nbsp;— науки про еволюцію [[Всесвіт]]у.

Розглядаючи задачу про теплове випромінювання [[абсолютно чорне тіло|абсолютно чорного тіла]] [[Макс Планк]] у [[1900]] році запропонував неймовірну ідею, що [[Електромагнітна хвиля|електромагнітні хвилі]] випромінюються порціями, енергія яких пропорційна [[частота|частоті]]. Ці порції отримали назву [[квант]]ів, а сама ідея розпочала побудову нової фізичної теорії&nbsp;— [[квантова механіка|квантової механіки]], яка ще більше змінила класичну Ньютонівську механіку, цього разу при дуже малих розмірах фізичної системи. В тому ж 1905-му році Альберт Ейнштейн застосував ідею Планка для успішного пояснення експериментів із фотоефекту, припустивши, що електромагнітні хвилі не тільки випромінюються, а й поглинаються квантами. Корпускулярна теорія світла, яка, здавалося, зазнала нищівної поразки в боротьбі з хвильовою теорією, знову отримала підтримку.

Суперечка між корпускулярною і хвильовою теорією знайшла своє вирішення в [[корпускулярно-хвильовий дуалізм|корпускулярно-хвильовому дуалізмі]], гіпотезі, сформульованій [[Луї де Бройль|Луї де Бройлем]]. За цією гіпотезою не тільки квант світла, а будь-яка інша [[частинка]] проявляє водночас властивості, притаманні як корпускулі, так і хвилі. Гіпотеза Луї де Бройля підтвердилася в експериментах з [[дифракція електронів|дифракції електронів]].

У [[1911]] році [[Ернест Резерфорд]] запропонував [[Планетарна модель атома|планетарну теорію атома]], а в [[1913]] році [[Нільс Бор]] побудував [[атом#Модель Бора|модель атома]], в якій постулював квантовий характер руху електронів. Завдяки роботам [[Вернер Гейзенберг|Вернера Гайзенберга]], [[Ервін Шредінгер|Ервіна Шредінгера]], [[Вольфганг Паулі|Вольфганга Паулі]], [[Поль Дірак|Поля Дірака]], [[Джон фон Нейман|Джона фон Неймана]] та багатьох інших [[квантова механіка]] знайшла своє точне математичне формулювання, підтверджуючись численними експериментами. В [[1927]] році була розроблена [[копенгагенська інтерпретація]], яка відкривала шлях для розуміння законів квантового руху на якісному рівні.

=== Фізика сучасності ===
Із відкриттям радіоактивності [[Антуан Анрі Беккерель|Анрі Беккерелем]] почався розвиток [[ядерна фізика|ядерної фізики]], яка привела до появи нових джерел енергії&nbsp;— [[атомна енергія|атомної енергії]] та енергії [[ядерний синтез|ядерного синтезу]]. Відкриті при дослідженнях [[ядерна реакція|ядерних реакціїй]] нові частинки&nbsp;— [[нейтрон]], [[протон]], [[нейтрино]]&nbsp;— започаткували [[фізика елементарних частинок|фізику елементарних частинок]]. Ці нові відкриття на субатомному рівні виявилися дуже важливими для фізики на рівні [[Всесвіт]]у і дозволили сформулювати теорію його еволюції&nbsp;— теорію [[Великий вибух|Великого вибуху]].

Склався остаточний розподіл праці між фізиками-теоретиками й фізиками-експериментаторами, [[Енріко Фермі]] був, мабуть, останнім визначним фізиком, успішним як у теорії, так і в експериментальній роботі.

Передній край фізики перемістився в область дослідження найфундаментальніших законів, ставлячи перед собою мету створити теорію, яка пояснювала б Всесвіт, об'єднавши теорії [[фундаментальні взаємодії|фундаментальних взаємодій]]. На цьому шляху фізика здобула часткові успіхи у вигляді теорії [[електрослабка взаємодія|електрослабкої взаємодії]] та теорії [[кварк]]ів узагальненій у так званій [[стандартна модель|Стандартній моделі]]. Однак, [[Квантова гравітація|квантова теорія гравітації]] досі не побудована. Певні надії пов'язуються з [[теорія струн|теорією струн]].

Водночас, починаючи зі створення квантової механіки, швидкими темпами розвивається [[фізика твердого тіла]], відкриття якої привели до виникнення та розвитку [[електроніка|електроніки]], а з нею й [[інформатика|інформатики]], які внесли докорінні зміни в культуру людського суспільства.

Фізичні інструменти й фізичні теорії поширилися в інші області науки&nbsp;— [[хімія|хімію]], [[біологія|біологію]], [[медицина|медицину]], в сторону яких, загалом, змістився інтерес суспільства.

=== Історія фізики в Україні ===
{{Докладніше|Фізика в Україні}}

Природознавство, і фізика, як його складова частина, почало складатися в Україні з виникненням перших [[університет]]ів, серед яких провідне місце займала [[Києво-Могилянська академія (1659—1817)|Могилянська академія]]. Із середини XIX століття почали закладатися університетські фізичні факультети, як в межах царської Росії, так і на теренах Австро-Угорської імперії. Початок двадцятого століття став свідком розвитку значного числа науково-дослідних інститутів, серед яких слід особливо відзначити [[Харківський фізико-технічний інститут]], [[Інститут фізики НАН України|Інститут фізики]], [[Інститут теоретичної фізики імені М. М. Боголюбова НАН України|Інститут теоретичної фізики]]. В Україні працювали такі визначні фізики, як [[Боголюбов Микола Миколайович (старший)|Микола Миколайович Боголюбов]], [[Давидов Олександр Сергійович|Олександр Сергійович Давидов]], [[Ландау Лев Давидович|Лев Давидович  Ландау]] та багато інших.

=== Див. також ===
* [[Експеримент]]
* [[Експериментальна фізика]]
* [[Список фізиків]]
* [[Українські фізики]]
* [[Фізичні науки]]
* [[Фюсис]]
* [[Медична фізика]]
* [[Біофізика|Біологічна фізика]]
{{commonscat|Physics}}
{{Вікіцитати1}}

== Фахові видання ==
В нашу епоху існує велика різноманітність фахових наукових журналів, які спеціалізуються у загальній фізиці, а ще більше журналів, присвячених окремим напрямках фізичних досліджень.

Найпрестижніші статті друкуються в журналах «[[Nature]]», «[[Science]]» та «[[Physical Review Letters]]». Серед провідних журналів&nbsp;— «[[Physical Review]]», «[[Philosophical Magazine]]», «{{нп|European Physical Journal|||}}» та інші.

У Радянському Союзі найпрестижнішим вважався журнал «[[Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики]]». Важливими журналами були також «[[Журнал экспериментальной и теоретической физики]]», «[[Физика твердого тела]]», «[[Ядерная физика]]» та інші.

В Україні статті з усіх областей фізики друкує «[[Український фізичний журнал]]».

Серед журналів, що публікують оглядові статті з фізики «[[Reviews of Modern Physics]]», «[[Reports on Progress in Physics]]», «[[Успехи физических наук]]» тощо.

== Література ==

=== Для школярів та абітурієнтів ===
* {{книга
|автор        = Гончаренко С. У.
|заголовок    = Фізика: Основні закони і формули
|рік          = 1996
|видавництво  = Либідь
|місто        = {{Comment|К.|Київ}}
|сторінок     = 48
}}
* {{книга
|автор        = Гончаренко С. У., Коршак Є. В.
|заголовок    = Готуємось до фізичних олімпіад
|рік          = 1995
|видавництво  = ІСДО
|місто        = {{Comment|К.|Київ}}
|сторінок     = 312
}}
* {{книга
|автор        = Гончаренко С. У., Коршак Є. В.
|заголовок    = Фізика: Олімпіадні задачі
|рік          = 1998
|видавництво  = Навчальна книга - Богдан
|місто        = {{Comment|К.|Київ}}
|сторінок     = 72
}}
* {{книга
|автор        = Клос Є. С., Караван Ю. В.
|заголовок    = Малий фізичний довідник
|рік          = 1997
|видавництво  = Світ
|місто        = {{Comment|Л.|Львів}}
|сторінок     = 272
}}
* {{книга
|автор        = Пістун П.
|заголовок    = Фізика. Довідник для учнів 9-11 класів та абітурієнтів
|рік          = 2003
|видавництво  = Навчальна книга - Богдан
|місто        = {{Comment|К.|Київ}}
|сторінок     = 192
|isbn         = 966-7924-11-4
}}
* {{книга
|автор        = Терещук Б. М., Лапинський В. В.
|заголовок    = Фізика. Довідник старшокласника та абітурієнта
|рік          = 2006
|видавництво  = Торсінг
|місто        = {{Comment|Х.|Харків}}
|сторінок     = 300
}}
* {{cite book
|автор=Янчук В.
|назва=Довідник школяра: 5-11 кл.
|дата=
|рік=2002
|видавництво=З. Бібік та ін.
|знаходження=Київ
}}
* {{cite book
|автор= Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс  
|назва= Фейнмановские лекции по физике (у дев'яти томах)
|дата=
|рік=1976
|видавництво=Мир
|знаходження=Москва}}
* {{cite book
|автор=  Эрик Роджерс 
|назва= Физика для любознательных (у трьох томах)
|дата=
|рік=1969
|видавництво=Мир
|знаходження=Москва}}

* {{cite book
|автор=  Ландсберг Г.С.
|назва= Елементарний підручник фізики (у трьох томах)
|дата=
|рік=1968
|видавництво=Рядянська школа
|знаходження=Київ}}
* [[Квант (журнал)|Журнал «Квант»]]

=== Для студентів вищих навчальних закладів ===
* {{книга
|автор        = Воловик П. М.
|заголовок    = Фізика для університетів
|рік          = 2005
|видавництво  = Перун
|місто        = {{Comment|К.|Київ}}
|сторінок     = 864
}}
* {{книга
|автор        = Король А. М., Андріяшик М. В.
|заголовок    = Фізика
|рік          = 2006
|видавництво  = Центр учбової літератури
|місто        = {{Comment|К.|Київ}}
|сторінок     = 342
}}
* Курс загальної фізики : підруч. [для студ. вищ. навч. закл.] : у 6 т. / за заг. ред. В. А. Сминтини ; Одес. нац. ун-т ім. І. І. Мечникова. — Одеса : Астропринт, 2011—2012. — 21 см. — ISBN 978-966-190-465-0.
: Т. 1 : Механіка. — 2011. — 472 с. : ілюстр. — Бібліогр.: с. 469 (13 назв).— Предм. покажч.: с. 470-471. — ISBN 978-966-190-466-7
: Т. 2 : Молекулярна фізика / С. В. Козицький, А. Н. Золотко. — 2011. — 344 с. : ілюстр. — Бібліогр. : с.339 (10 назв.). — Предм. покажч. : с. 340-343. — ISBN 978-966-190-473-5
: Т. 3 : Електрика та магнетизм / А. П. Чебаненко. — 2011. — 224 с. : ілюстр. — Бiблiогр.: с. 220 (9 назв). — Предм. покажч.: с. 221-223. — ISBN 978-966-190-477-3
: Т. 4 : Оптика / В. А. Сминтина, Ю. Ф. Ваксман. — 2012. — 276 с.
: Т. 5 : Атомна фізика / І. Р. Яцунський. — 2012. — 239 с. : іл., табл., портр. —Бібліогр.: с. 237—238 (26 назв). — Предм. покажч.: с. 239. — 300 пр. — ІSBN 978-966-190-548-0
: Т. 6 : Ядерна фізика / Ніцук Ю.А. — 2012. — 194 с. : іл., табл.
* {{книга
|автор        = Кучерук І. М., Горбачук І. Т., Луцик П. П.
|заголовок    = Загальний курс фізики
|рік          = 2006
|видавництво  = Техніка
|місто        = {{Comment|К.|Київ}}
|сторінок     = 532+452+518
}}
* {{книга
|автор        = Кучерук І. М., Горбачук І. Т.
|заголовок    = Загальна фізика. Електрика і магнетизм: Навч. посібник
|відповідальний = За заг. ред. В.&nbsp;Й.&nbsp;Сугакова
|рік          = 1990
|видавництво  = Вища школа
|місто        = {{К.}}
|сторінок     = 367
}}
* {{книга
|автор        = Янґ Г., Фрідман Р.
|заголовок    = Фізика для університетів
|рік          = 2009
|видавництво  = Наутілус
|місто        = {{Comment|Л.|Львів}}
|сторінок     = 1513
}}
* Фізика. Історія фундаментальних ідей, теорій та відкриттів / Ю.О.Храмов. - К. : Фенікс, 2012. - 816 с. - ISBN 966-651-934-7
* Фізика : підручник / С. О. Вакарчук, Т. М. Демків, С. В. Мягкота ; Львів. нац. ун-т ім. І. Франка.&nbsp;— Л. : ЛНУ ім. І. Франка, 2010.&nbsp;— 458 с. : ілюстр.&nbsp;— Бібліогр.: с. 440-441 (15 назв).- Імен. покажч.: с. 445-448.- Предм. покажч.: с. 449-457.&nbsp;— ISBN 978-966-613-754-1
* {{книга
|автор        = Джанколи Д.
|заголовок    = Физика
|рік          = 1989
|видавництво  = Мир
|місто        = {{Comment|М.|Москва}}
|сторінок     = 656+672
}}
* {{книга
|автор        = Кузьмичёв В. Е.
|заголовок    = Законы и формулы физики
|рік          = 1989
|видавництво  = Наукова думка
|місто        = {{Comment|К.|Київ}}
|сторінок     = 864
}}
* {{книга
|автор        = Орир Дж.
|заголовок    = Физика
|рік          = 1981
|видавництво  = Мир
|місто        = {{Comment|М.|Москва}}
|сторінок     = 336+286
}}
* {{книга
|автор        = Пул Ч.
|заголовок    = Справочное руководство по физике
|рік          = 2001
|видавництво  = Мир
|місто        = {{Comment|М.|Москва}}
|сторінок     = 461
}}
* {{книга
|автор        = Савельев И. В.
|заголовок    = Курс общей физики
|рік          = 2012
|видавництво  = КноРус
|місто        = {{Comment|М.|Москва}}
|сторінок     = 528+576+368+384
}}
* {{книга
|автор        = Сивухин Д. В.
|заголовок    = Общий курс физики
|рік          = 2005-2010
|видавництво  = Физматлит
|місто        = {{Comment|М.|Москва}}
|сторінок     = 560+544+656+792+784
}}

=== Словники ===
* {{книга
|заголовок      = Російсько-український фізичний словник: 16000 термінів
|відповідальний = уклад. В. В. Гейченко
|рік            = 1990
|видавництво    = Основа
|місто          = {{Comment|Х.|Харків}}
|сторінок       = 216
}}
* {{книга
|автор        = Біленко І. І.
|заголовок    = Фізичний словник
|рік          = 1979
|видавництво  = Вища школа
|місто        = {{Comment|К.|Київ}}
|сторінок     = 336
}}
* {{книга
|автор        = Вакуленко М. О.
|заголовок    = Російсько-український словник фізичної термінології
|рік          = 1996
|видавництво  = КНУ ім. Тараса Шевченка
|місто        = {{Comment|К.|Київ}}
|сторінок     = 236
}}
* {{книга
|автор        = Вакуленко М. О.
|заголовок    = Тлумачний словник із фізики
|рік          = 2008
|видавництво  = ВПЦ "Київський університет"
|місто        = {{Comment|К.|Київ}}
|сторінок     = 767
|посилання    = http://www.twirpx.com/file/267260/
}}
* {{книга
|автор        = Кочерга О., Мейнарович Є.
|заголовок    = Англійсько-українсько-англійський словник наукової мови. Фізика та споріднені науки
|рік          = 2010
|видавництво  = Нова Книга
|місто        = Вінниця
|сторінок     = 1424+1596
}}
* {{ref-ru}} [http://www.physicum.narod.ru/ Физическая энциклопедия. В 5-ти томах] / Под ред. [[Прохоров Олександр Михайлович|А.&nbsp;М.&nbsp;Прохорова]].&nbsp;— М.: «Советская энциклопедия», 1988—1999. ISBN 5-85270-034-7.

== Посилання ==
* [http://www.iop.kiev.ua Інститут фізики Національної академії наук України.]
* {{ref-en}} {{ref-fr}} [http://home.web.cern.ch/ CERN&nbsp;— European Organization for Nuclear Research]&nbsp;— офіційний сайт [[ЦЕРН]]у.
* {{ref-en}} [http://www.cerncourier.com/ CERN courier]&nbsp;— часопис ЦЕРНу.
* {{ref-en}} [http://www.physics.org/ Physics.org]&nbsp;— сайт про фізичні закони навколо нас.
* {{ref-ru}} [http://www.fiziks.org.ua/ Фізика в школі.]
* {{ref-ru}} [https://web.archive.org/web/20150618002949/http://www.physel.ru/index.php Physel.ru]&nbsp;— інтерактивний підручник з фізики.
* {{ref-ru}} [http://physics.com.ua/index.php Physics.com.ua]&nbsp;— інтернет-журнал.
* {{ref-ru}} [http://www.fizika.ru/ Сайт для вчителів фізики та учнів шкіл.]
* {{ref-en}} [http://physics.aps.org/ Physics]&nbsp;— журнал [[Американське фізичне товариство|Американського товариства фізиків]].
* {{ref-en}} [https://web.archive.org/web/20000926000039/http://www.physicstoday.org/ Physics Today]&nbsp;— науковий журнал [[Американський інститут фізики|Американського фізичного інституту]].
* {{ref-en}} [http://www.physicsweb.org/toc/world Physics World]&nbsp;— науковий журнал британського [[Інститут фізики (Лондон)|Інституту фізики]].
* {{ref-ru}} [http://kvant.mccme.ru/ Квант]&nbsp;— архів науково-популярного фізико-математичного журналу.

{{добра стаття}}
{{Physics-footer}}
{{ВП-портали|Фізика|Астрономія}}
{{Бібліоінформація}}

{{DEFAULTSORT:Фізика}}
[[Категорія:Фізика|*]]
[[Категорія:Надпопулярні статті]]