Explicamos quais são os ramos da física, suas características e as disciplinas que surgem de sua interação com outras ciências.
Quais são os ramos da física?
física é uma disciplina científica pertencente às chamadas ciências naturais ou ciências “puras”, cujos antecedentes remontam à antiguidade clássica. Juntamente com a química e a biologia, revolucionou profundamente a maneira como nós, humanos, entendemos e lidamos com o mundo ao nosso redor.
Enquanto a química estuda a composição da matéria e a biologia, dos seres vivos, a física se dedica ao estudo e descrição científica das forças fundamentais que regem o universo. De acordo com o estudo de cada uma dessas forças, e com os pontos em que o estudo se aproxima do campo de outras ciências e disciplinas, a física é dividida em numerosos ramos ou camposcada uma dotada de nome e objetivos próprios.
No entanto, como a física é uma das ciências mais antigas, e como as outras disciplinas que existem hoje nem sempre existiram, é comum distinguir entre os três grandes momentos ou os três grandes perspectivas englobadas pelo estudo da física. Assim, devemos primeiro diferenciar entre:
- física clássica. Com formação na Antiguidade clássica, especialmente na Grécia Antiga, concentra-se no estudo dos fenômenos do universo que apresentam velocidade inferior à da luz e cujas escalas espaciais são superiores às do átomo e das moléculas. Seus princípios são baseados na mecânica clássica ou mecânica newtoniana, já que Isaac Newton (1642-1727) foi um de seus grandes pensadores.
- física moderna. Com início no final do século XIX e início do século XX, revolucionou diversos conceitos da física clássica graças aos estudos de Max Planck (1858-1947) e às teorias de Albert Einstein (1879-1955): o Teoria da Relatividade Especial e Teoria da Relatividade Geral.
- física contemporânea. A vertente mais inovadora de todas, cujos primórdios se situam no final do século XX e início do XXI, é dedicada aos sistemas não lineares, processos fora do equilíbrio termodinâmico e, em geral, às tendências mais vanguardistas e complexas sobre a descrição do funcionamento do universo inobservável.
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Ramos da física
Ao longo de seus três momentos, a física vem acumulando campos de estudo, cada um dos quais inaugura ou inclui um dos chamados ramos da física:
- mecânica clássica. Centrado na noção de movimento a velocidades inferiores à da luz e no comportamento macroscópico dos corpos, caracteriza-se por considerar o tempo como uma noção invariante e o universo como uma entidade determinada. É constituída, em geral, pela mecânica vetorial, fruto dos estudos de Isaac Newton e suas leis do movimento, e pela mecânica analítica, de natureza abstrata e matemática, cujo iniciador é considerado Gottfried Leibniz (1646-1716) .
- Termodinâmica. Dedicado ao estudo do balanço de energia de sistemas macroscópicos, bem como seus processos de transferência de calor e energia, as formas de energia e como ela pode ser usada para realizar trabalho.
- Eletromagnetismo. É o ramo da física que estuda tanto a eletricidade quanto o magnetismo, e o faz de forma unificada, ou seja, por meio de uma mesma e única teoria. Isso significa que ele está interessado nos fenômenos dos campos elétrico e magnético, bem como suas correspondências e interações, entre as quais a luz é contemplada. Seus primórdios datam dos estudos de Michel Faraday (1791-1867) e James Clerk Maxwell (1831-1879).
- Acústica. Este é o nome dado à física do som, dedicada ao estudo da natureza e propagação das ondas sonoras, seu comportamento em diferentes meios e suas possibilidades de manipulação. Suas aplicações são vitais para o mundo dos instrumentos musicais, mas vão muito além em nosso dia a dia.
- Óptica. É a física da luz, dedicada a compreender a natureza complexa do espectro eletromagnético visível (e invisível) e suas formas de interação com a matéria: diferentes meios, materiais refletivos e prismas. Esta disciplina, que surgiu na antiguidade mas foi revolucionada na Idade Moderna, permitiu a criação de dispositivos nunca antes suspeitos pela humanidade, como microscópios, câmaras e ótica corretiva (médica).
- Mecânica de fluidos. É focado no estudo do movimento de fluidos e suas interações com o meio ambiente. Isso significa que estuda principalmente líquidos e gases, mas também outras formas complexas de matéria que são capazes de fluir, ou seja, de se tornar meios contínuos.
- Mecânica quântica. Dedica-se ao estudo da natureza em escalas espaciais muito pequenas, como átomos e partículas subatômicas. Analisa suas dinâmicas e interações e é resultado dos avanços da física no início do século XX, que se afastou dos postulados da mecânica clássica para inaugurar um novo campo de estudo: o do mundo subatômico e suas possíveis manipulações.
- Teoria do caos. Centrada en el estudio de los sistemas físicos complejos y dinámicos, emplea las ecuaciones diferenciales de Newton y los aportes de físicos como Pierre Simon de Laplace (1749-1827), Henri de Poincaré (1854-1912) y Edward Lonrenz (1917-2008) , entre outros.
Além disso, existem ramos da física que nascem graças à sua interação com outras ciências e disciplinas:
- Geofísica. Fruto do contacto entre a física e a geologia, dedica-se ao estudo das camadas interiores do nosso planeta: a sua estrutura, a sua dinâmica e a sua história evolutiva, tendo em conta o que se sabe sobre as leis fundamentais da matéria: gravidade, eletromagnetismo, radiação, etc
- Astrofísica. É a física das estrelas, ou seja, a física aplicada ao estudo de objetos visíveis ou detectáveis no espaço sideral, como estrelas, nebulosas ou buracos negros. Esta disciplina nasce de mãos dadas com a astronomia e junto com ela fornece imensas informações sobre como o espaço extraplanetário funciona e quais conclusões podem ser tiradas de sua observação.
- Química Física. É o ponto de encontro entre a ciência das forças (física) e a ciência da matéria (química). Consiste no estudo da matéria usando conceitos físicos.
- Biofísica. Dedica-se ao estudo dos seres vivos numa perspetiva física, sobretudo ao nível da dinâmica molecular, ou seja, da troca e interação de partículas subatômicas e energia, entre e dentro dos seres vivos.
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Referências
- “Física” na Wikipédia.
- “Ramos da Física” no Centro de Estudos Cervantes.
- “Branches of Physics” (vídeo) em Physics in a Nutshell.
- “Física (ciência)” na Enciclopédia Britânica.