Fisica

La fisica è la disciplina scientifica che studia i fenomeni naturali, attraverso l'osservazione e la sperimentazione, cercando di descriverli tramite leggi matematiche. Si occupa di analizzare le proprietà della materia, l'energia e le interazioni tra di esse, sia a livello macroscopico che microscopico.

E' una scienza fondamentale che ci aiuta a comprendere l'universo, dalla caduta di una mela alle interazioni tra le particelle subatomiche.

Si tratta di una scienza quantitativa perché si occupa soltanto di caratteristiche e proprietà misurabili dei fenomeni che avvengono in natura. Cosa significa questo? Beh, la fisica si basa su numeri, misurazioni e rapporti. Ogni cosa che riguarda la fisica può essere misurata e quantificata in modo preciso. In altre parole, la fisica non si accontenta di dire che qualcosa è “grande” o “piccolo”, “pesante” o “leggero”. La fisica vuole sapere quanto è grande, esattamente quanto pesa, con una precisione quasi maniacale. Se non puoi misurarlo, in fisica non puoi studiarlo.

Ad esempio, non ci basta sapere che la Terra è “molto grande”. No, la fisica vuole sapere esattamente quanto è grande, e ci dice che il raggio della Terra è di circa 6.371 chilometri. Non bastano dire che il raggio della Terra è lungo "molti chilometri", serve una cifra precisa. Senza la quantificazione, saremmo ancora lì a filosofeggiare su quanto sia veloce un fulmine o quanto pesi una stella, senza mai trovare risposte utili. Ma grazie alla fisica, oggi sappiamo esattamente quanto è veloce un fulmine e quanto pesa una stella.

Le caratteristiche e le proprietà degli oggetti o dei fenomeni naturali che possono essere misurate e quantificate sono dette grandezze fisiche. La fisica si occupa di misurarle in modo accurato per poterle confrontare, sommare, sottrarre, e soprattutto per prevedere cosa succederà in futuro.

La storia della fisica

La storia della fisica è un lungo viaggio dalle osservazioni filosofiche dell'antichità alle scoperte rivoluzionarie del XX secolo. Inizialmente, con Aristotele, la fisica era qualitativa, basata su osservazioni senza esperimenti. Si basava su osservazioni qualitative. Si cercava di spiegare il mondo con la filosofia senza misurazioni precise e senza esperimenti rigorosi.

Fisica classica (Seicento-Ottocento)

Questo cambia nel Seicento con Galileo Galilei, che introduce il metodo scientifico, e con Newton, che formula le leggi del moto e la gravitazione universale, fondando la meccanica classica. Durante il Settecento e Ottocento si sviluppano varie discipline come la termodinamica, l'elettromagnetismo (Maxwell), l'ottica e l'acustica. Questi studi compongono la fisica classica (Seicento-Ottocento).

Fisica moderna (XX secolo)

Nel Novecento, la fisica viene rivoluzionata dalla teoria della relatività di Einstein e dalla meccanica quantistica, che spiegano fenomeni dell'infinitamente grande e piccolo. Nascono nuove discipline come la fisica atomica, la fisica nucleare, la fisica delle particelle, l'astrofisica e la cosmologia che espandono la nostra comprensione dell’universo. Quindi, si è passati dal descrivere il moto dei corpi al tentativo di comprendere le particelle elementari e l'universo stesso.

Dalla fisica classica che studiava cose tangibili come il moto dei corpi e la propagazione del suono, siamo arrivati a una fisica moderna che ci porta a esplorare i confini dell’universo e la struttura della materia a un livello profondamente complesso. La fisica oggi non si limita più a descrivere la realtà che percepiamo, ma tenta di andare oltre, cercando di spiegare i fenomeni più strani e misteriosi del cosmo.

Le discipline della fisica

I principali rami della fisica sono:

• Meccanica classica: Studia il movimento degli oggetti e le forze che agiscono su di essi. Ad esempio, analizza perché una palla lanciata in aria segue una traiettoria parabolica.
• Termodinamica: Esamina le proprietà termiche della materia e i processi di trasferimento del calore. Per esempio, spiega perché il caffè caldo si raffredda se lasciato sul tavolo.
• Elettromagnetismo: Analizza i fenomeni legati ai campi elettrici e magnetici. Ad esempio, studia il funzionamento di un magnete che attira una graffetta.
• Meccanica quantistica: Indaga il comportamento delle particelle a livello subatomico. Ad esempio, spiega il comportamento degli elettroni negli atomi.
• Relatività: Studia il comportamento della materia e dell'energia a velocità vicine a quella della luce. Un esempio pratico è il GPS, che necessita delle correzioni relativistiche per funzionare correttamente.

La fisica non è solo teoria; le sue applicazioni pratiche sono ovunque. Senza la fisica, non avremmo molte delle tecnologie moderne che diamo per scontate. Ad esempio, nell'ingegneria l a costruzione di ponti e grattacieli richiede una profonda comprensione della meccanica classica e della dinamica dei fluidi.