Physik<meta http-equiv="Content-type" content="text/html; charset=utf-8"> <link rel="shortcut icon" href="../../favicon.ico"><link rel="stylesheet" href="../../wikistatic.css"></head> <body><div id=topbar><table width='98%' border=0><tr><td><a href="../../h/ha/hauptseite.html" title="Hauptseite">Hauptseite</a> | <b><a href="http://de.wikipedia.org/wiki/Physik" title="Physik">Aktueller Wikipedia-Artikel</a></b></td> <td align=right nowrap><form name=search class=inline method=get action="../../../search/search.html"><input name=search size=19><input type=submit value=Search></form></td></tr></table></div> <div id=article><h1>Physik</h1>Die <strong>Physik</strong> (<A HREF="../../g/gr/griechische_sprache.html" title="Griechische Sprache">griech</A>: <em>physikos</em> „natürlich“, von griech. <em>physis</em> „Natur“) ist die <A HREF="../../w/wi/wissenschaft.html" title="Wissenschaft">Wissenschaft</A> von der unbelebten <A HREF="../../n/na/natur.html" title="Natur">Natur</A>. Sie befasst sich mit den Eigenschaften und dem Verhalten von <A HREF="../../m/ma/materie.html" title="Materie">Materie</A> und Feldern in <A HREF="../../r/ra/raum__physik_.html" title="Raum (Physik)">Raum</A> und <A HREF="../../z/ze/zeit.html" title="Zeit">Zeit</A> sowie der <A HREF="../../d/dy/dynamik.html" title="Dynamik">Dynamik</A> von Raum und Zeit selbst. Sie gilt als die grundlegende <A HREF="../../n/na/naturwissenschaft.html" title="Naturwissenschaft">Naturwissenschaft</A>, auf der alle anderen aufbauen, wie beispielsweise die <A HREF="../../a/as/astronomie.html" title="Astronomie">Astronomie</A>, die <A HREF="../../c/ch/chemie.html" title="Chemie">Chemie</A> und letztlich auch die <A HREF="../../b/bi/biologie.html" title="Biologie">Biologie</A>. Physikalische Prinzipien und Modelle finden ihre Anwendung in den <A HREF="../../i/in/ingenieurwissenschaft.html" title="Ingenieurwissenschaft">Ingenieurwissenschaften</A> aber auch in Disziplinen jenseits der Naturwissenschaften wie beispielsweise in den <A HREF="../../q/qu/quantita_t.html" title="Quantität">quantitativen</A> <A HREF="../../w/wi/wirtschaftswissenschaften.html" title="Wirtschaftswissenschaften">Wirtschaftswissenschaften</A>.<p> Die Physik beschreibt die Natur quantitativ mittels naturwissenschaftlicher Modelle, so genannter Theorien, und ermöglicht damit insbesondere Vorhersagen über das Verhalten der betrachteten Systeme. Dazu verwendet die Physik die Sprache der <A HREF="../../m/ma/mathematik.html" title="Mathematik">Mathematik</A>. Wie in jeder Naturwissenschaft so ist auch in der Physik die Übereinstimmung mit reproduzierbaren Experimenten das fundamentale <A HREF="../../m/ma/maa_.html" title="Maß">Maß</A> für die <A HREF="../../q/qu/qualita_t.html" title="Qualität">Qualität</A> einer Theorie. Durch den Vergleich mit Experimenten lässt sich eine Theorie bestätigen oder widerlegen und damit ihr Gültigkeitsbereich ermitteln, sie lässt sich jedoch niemals "beweisen". Für die Widerlegung einer Theorie genügt im Prinzip ein einziges Experiment, sofern es reproduzierbar ist.<p> <p><table border="0" id="toc"><tr><td align="center"> <b>Table of contents</b> <script type='text/javascript'>showTocToggle("show","hide")</script></td></tr><tr id='tocinside'><td align="left"> <div style="margin-left:2em;"> </div> </div> <A CLASS="internal" HREF="#Das Weltbild der modernen Physik">1 Das Weltbild der modernen Physik</A><BR> <A CLASS="internal" HREF="#Themenbereiche der Physik">2 Themenbereiche der Physik</A><BR> <div style="margin-left:2em;"> <A CLASS="internal" HREF="#Die newtonsche Physik einschließlich der Elektrodynamik">2.1 Die newtonsche Physik einschließlich der Elektrodynamik</A><BR> <A CLASS="internal" HREF="#Die Relativitätstheorie">2.2 Die Relativitätstheorie</A><BR> <A CLASS="internal" HREF="#Die Quantenphysik">2.3 Die Quantenphysik</A><BR> <A CLASS="internal" HREF="#Die relativistische Quantenphysik">2.4 Die relativistische Quantenphysik</A><BR> </div> <A CLASS="internal" HREF="#Interdisziplinäre und technisch orientierte Themenbereiche">3 Interdisziplinäre und technisch orientierte Themenbereiche</A><BR> <A CLASS="internal" HREF="#Methoden der Physik">4 Methoden der Physik</A><BR> <A CLASS="internal" HREF="#Geschichte">5 Geschichte</A><BR> <A CLASS="internal" HREF="#Literatur">6 Literatur</A><BR> <A CLASS="internal" HREF="#Weblinks">7 Weblinks</A><BR> </td></tr></table><P> <A NAME="Das Weltbild der modernen Physik"><H2>Das Weltbild der modernen Physik</H2><p> Das Theoriengebäude der Physik ruht auf genau zwei Säulen, der <A HREF="../../r/re/relativita_tstheorie.html" title="Relativitätstheorie">Relativitätstheorie</A> und der <A HREF="../../q/qu/quantenphysik.html" title="Quantenphysik">Quantenphysik</A>. Beide Theorien enthalten ihren Vorgänger, die <A HREF="../../n/ne/newtonsche_physik.html" title="Newtonsche Physik">newtonsche Physik</A>, über das so genannten <A HREF="../../k/ko/korrespondenzprinzip.html" title="Korrespondenzprinzip">Korrespondenzprinzip</A> als Grenzfall und haben daher einen größeren Gültigkeitsbereich als diese.<p> Die Relativitätstheorie führt ein völlig neues Verständnis der <A HREF="../../p/ph/pha_nomen.html" title="Phänomen">Phänomene</A> Raum und Zeit ein. Danach handelt es sich nicht um universell gültigen Ordnungsstrukturen, sondern räumliche und zeitliche Abstände werden von verschiedenen Beobachtern unterschiedlich beurteilt. Raum und Zeit verschmelzen dabei zu einer vierdimensionalen <A HREF="../../r/ra/raumzeit.html" title="Raumzeit">Raumzeit</A>. Die <A HREF="../../g/gr/gravitation.html" title="Gravitation">Gravitation</A> wird auf eine <A HREF="../../k/kr/kra_mmung.html" title="Krümmung">Krümmung</A> dieser Raumzeit zurückgeführt, die durch die Anwesenheit von <A HREF="../../m/ma/masse.html" title="Masse">Masse</A> bzw. <A HREF="../../e/en/energie.html" title="Energie">Energie</A> provoziert wird. In der Relativitätstheorie wird auch erstmals die <A HREF="../../k/ko/kosmologie.html" title="Kosmologie">Kosmologie</A> zu einem naturwissenschaftlichen Thema. Die Formulierung der Relativitätstheorie gilt als der Beginn der modernen Physik, auch wenn sie häufig als Vollendung der <A HREF="../../k/kl/klassische_physik.html" title="Klassische Physik">klassischen Physik</A> bezeichnet wird.<p> Die Quantenphysik beschreibt die <A HREF="../../n/na/naturgesetz.html" title="Naturgesetz">Naturgesetze</A> im <A HREF="../../a/at/atom.html" title="Atom">atomaren</A> und subatomaren Bereich und bricht noch radikaler mit klassischen Vorstellungen als die Relativitätstheorie. Viele physikalische Größen erweisen sich in bestimmten Situationen als <A HREF="../../q/qu/quantisierung.html" title="Quantisierung">quantisiert</A>, das heißt sie nehmen stets nur bestimmte diskrete Werte an und ändern sich in Form von <A HREF="../../q/qu/quantensprung.html" title="Quantensprung">Quantensprüngen</A>. Materie erweist sich als Phänomen, das nur in Portionen, den so genannten <A HREF="../../e/el/elementarteilchen.html" title="Elementarteilchen">Elementarteilchen</A> oder <A HREF="../../q/qu/quant.html" title="Quant">Quanten</A>, in Erscheinung tritt. Ihr Aufenthaltsort lässt sich nicht mehr durch eine <A HREF="../../b/ba/bahn.html" title="Bahn">Bahn</A> im Raum beschreiben sondern durch <A HREF="../../w/we/welle__physik_.html" title="Welle (Physik)">Wellen</A>, über die eine <A HREF="../../w/wa/wahrscheinlichkeit.html" title="Wahrscheinlichkeit">Wahrscheinlichkeit</A> dafür angegeben werden kann, das Teilchen bei einer <A HREF="../../m/me/messung.html" title="Messung">Messung</A> in einem bestimmten Raumgebiet zu finden. Man spricht von einem <A HREF="../../w/we/welle_teilchen_dualismus_1.html" title="Welle-Teilchen-Dualismus">Welle-Teilchen-Dualismus</A>. Der Aufenthaltsort eines Teilchens zwischen zwei solchen Messungen ist nicht nur unbekannt, sondern sogar nicht definiert. Die meisten Physiker folgern daraus, dass letztlich die Vorstellung von der Existenz einer vom Beobachter unabhängigen <A HREF="../../r/re/realita_t.html" title="Realität">Realität</A> aufgegeben werden muss. Hinsichtlich der Eigenschaften dieser Teilchen spielen <A HREF="../../s/sy/symmetrie.html" title="Symmetrie">Symmetrieeigenschaften</A> eine zentrale Rolle.<p> Die Gesetze der Quantenphysik entziehen sich weitgehend der menschlichen <A HREF="../../a/an/anschauung.html" title="Anschauung">Anschauung</A>, und über ihre <A HREF="../../i/in/interpretation.html" title="Interpretation">Interpretation</A> herrscht auch heute noch kein <A HREF="../../k/ko/konsens.html" title="Konsens">Konsens</A> (<A HREF="../../d/de/deutungen_der_quantenphysik.html" title="Deutungen der Quantenphysik">Deutungen der Quantenphysik</A>). Dennoch zählt sie hinsichtlich ihres <A HREF="../../e/em/empirie.html" title="Empirie">empirischen</A> Erfolges zu dem am besten gesicherten Wissen der Menschheit überhaupt. <p> Die moderne Physik kennt die folgenden <A HREF="../../g/gr/grundkra_fte_der_physik.html" title="Grundkräfte der Physik">vier Grundkräfte</A>:<p> <ul><li> Die <A HREF="../../g/gr/gravitation.html" title="Gravitation">Gravitation</A> oder Schwerkraft, </li><li> die <A HREF="../../e/el/elektrodynamik.html" title="Elektrodynamik">elektromagnetische Wechselwirkung</A>, </li><li> die <A HREF="../../s/sc/schwache_wechselwirkung.html" title="Schwache Wechselwirkung">schwache</A>, die beispielsweise für bestimmte radioaktive Zerfallsprozesse verantwortlich ist und </li><li> die <A HREF="../../s/st/starke_wechselwirkung.html" title="Starke Wechselwirkung">starke Wechselwirkung</A>, die die Atomkerne zusammenhält.<p> </li></ul>Eines der Ziele der Physik ist es, alle Grundkräfte in einem vereinheitlichten Gesamtkonzept zu beschreiben. Bisher ist es jedoch lediglich gelungen, die elektromagnetische <A HREF="../../w/we/wechselwirkung.html" title="Wechselwirkung">Wechselwirkung</A> als Vereinigung der <A HREF="../../e/el/elektrizita_t.html" title="Elektrizität">elektrischen</A> und der <A HREF="../../m/ma/magnetismus.html" title="Magnetismus">magnetischen</A> Wechselwirkung darzustellen und ebenso die elektromagnetische Wechselwirkung und die schwache Wechselwirkung zu einer so genannten <A HREF="../../e/el/elektroschwache_wechselwirkung.html" title="Elektroschwache Wechselwirkung">elektroschwachen Wechselwirkung</A> zu vereinigen.<p> Zu diesen fundamentalen Wechselwirkungen kommt noch ein fundamentales Prinzip der Quantenphysik, das <A HREF="../../p/pa/pauli_prinzip.html" title="Pauli-Prinzip">Pauli-Prinzip</A>. Aus diesem Prinzip leitet sich mittelbar eine weitere Wechselwirkung ab, die <A HREF="../../a/au/austauschwechselwirkung.html" title="Austauschwechselwirkung">Austauschwechselwirkung</A>.<p> Der Gültigkeitsbereich der bekannten physikalischen Gesetze ist äußerst weitreichend. Ungeklärte Phänomene lassen sich zwei grundsätzlich verschiedene Gruppen zuordnen:<p> <ul><li> Phänomene, für die die zugrundeliegenden Gesetze noch unbekannt sind. Dazu zählen insbesondere Phänomene der <A HREF="../../t/te/teilchenphysik.html" title="Teilchenphysik">Teilchenphysik</A> und solche, zu deren Beschreibung die <A HREF="../../a/al/allgemeine_relativita_tstheorie.html" title="Allgemeine Relativitätstheorie">allgemeine Relativitätstheorie</A> und die Quantenphysik zugleich erforderlich sind, wie beispielsweise der <A HREF="../../u/ur/urknall.html" title="Urknall">Urknall</A>. </li><li> Phänomene, die zwar bekannten Gesetzen gehorchen, deren Beschreibung jedoch an der mathematischen <A HREF="../../k/ko/komplexita_t.html" title="Komplexität">Komplexität</A> scheitert. Für solche Situationen versucht man berechenbare Näherungsmodelle zu entwickeln, deren <A HREF="../../q/qu/qualita_t.html" title="Qualität">Qualität</A> und Gültigkeitsbereich sich oft nur experimentell ermitteln lassen.<p> </li></ul>Eins der bedeutendsten ungelösten Probleme in diesem Zusammenhang ist das des menschlichen Bewusstseins. Insbesondere die Frage, zu welcher der beiden Problemgruppen es zu zählen ist, wird kontrovers diskutiert.<p> Warum die Natur überhaupt gewissen Gesetzen gehorcht, ist letztlich unbekannt. Eine partielle Antwort gibt lediglich das <A HREF="../../a/an/anthropisches_prinzip.html" title="Anthropisches Prinzip">anthropische Prinzip</A>, indem es feststellt, dass es in einem <A HREF="../../k/ko/kosmos.html" title="Kosmos">Kosmos</A> ohne Naturgesetze niemanden geben würde, der sich über deren Abwesenheit wundern könnte.<p> <A NAME="Themenbereiche der Physik"><H2>Themenbereiche der Physik</H2><p> Im Folgenden werden die verschiedene Themenbereiche der Physik mit Kurzkommentar dargestellt und zwar nach übergeordnetem, theoretischen Rahmen eingeordnet und gleichzeitig weitgehend chronologisch sortiert. Viele der aufgeführten Themen lassen sich nicht eindeutig einer Theorie zuordnen. So sind beispielsweise viele Phänomene der <A HREF="../../t/th/thermodynamik.html" title="Thermodynamik">Thermodynamik</A> nur auf Basis der Quanten- und Relativitätstheorie erklärbar. In diesen Fällen ist das Thema unter der ältesten Theorie eingeordnet und bestehende maßgebliche Bezüge zu jüngeren Theorien sind mit (RT) für die Relativitäts- und (QT) für die Quantentheorie angedeutet. Die Liste enthält sowohl phänomenorientierte Sachgebiete als auch Querschnittstheorien (QST) mit gebietsübergreifendem Anwendungsbereich. Siehe auch das <A HREF="../../p/po/portal_physik.html" title="Portal Physik">Physik-Portal</A> mit unkommentierten aber nach verschieden Kriterien sortierten Themenlisten sowie die alphabetische Liste physikalischer Themen.<p> <A NAME="Die newtonsche Physik einschließlich der Elektrodynamik"><H3>Die <A HREF="../../n/ne/newtonsche_physik.html" title="Newtonsche Physik">newtonsche Physik</A> einschließlich der <A HREF="../../e/el/elektrodynamik.html" title="Elektrodynamik">Elektrodynamik</A></H3><p> ... ist der Bereich der Physik, der bis zur Entdeckung der Relativitätstheorie Gültigkeit hatte. <ul><li> Die <A HREF="../../k/kl/klassische_mechanik.html" title="Klassische Mechanik">klassische Mechanik</A> von <A HREF="../../i/is/isaac_newton.html" title="Isaac Newton">Isaac Newton</A> war die erste geschlossene physikalische Theorie überhaupt. Sie beschreibt die Bewegung von Körpern unter der Einwirkung von <A HREF="../../k/kr/kraft.html" title="Kraft">Kräften</A>, einschließlich solcher Kräfte, die zwischen den Körpern wirken (Wechselwirkungskräfte). </li><li> Die <A HREF="../../k/ko/kontinuumsmechanik.html" title="Kontinuumsmechanik">Kontinuumsmechanik</A> ist die Verallgemeinerung der klassischen <A HREF="../../m/me/mechanik.html" title="Mechanik">Mechanik</A> auf kontinuierliche Medien. </li><li> Die <A HREF="../../s/st/stra_mungslehre.html" title="Strömungslehre">Strömungslehre</A> behandelt die Dynamik von Fluiden, d.h. nicht fester Substanzen. Untergebiete sind die <A HREF="../../h/hy/hydrodynamik.html" title="Hydrodynamik">Hydrodynamik</A> (Dynamik der Flüssigkeiten) und die <A HREF="../../a/ae/aerodynamik.html" title="Aerodynamik">Aerodynamik</A> (Dynamik von Gasen). </li><li> Die <A HREF="../../a/ak/akustik.html" title="Akustik">Akustik</A> behandelt die Eigenschaften von Schallwellen. </li><li> Die <A HREF="../../o/op/optik.html" title="Optik">Optik</A> behandelt die Eigenschaften des Lichtes und dessen Beeinflussung durch Materie. </li><li> Die <A HREF="../../e/el/elektrodynamik.html" title="Elektrodynamik">Elektrodynamik</A> beschreibt elektrische und magnetische Phänomene. Obwohl bereits früher bekannt, erhielt sie erst durch die Entdeckung der speziellen Relativitätstheorie ihr theoretisches Fundament (RT). </li><li> Die <A HREF="../../t/th/thermodynamik.html" title="Thermodynamik">Thermodynamik</A>, auch <A HREF="../../s/st/statistik.html" title="Statistik">statistische Mechanik</A> oder <A HREF="../../t/th/thermodynamik.html" title="Thermodynamik">Wärmelehre</A> behandelt alle Vorgänge, bei denen Wärme und <A HREF="../../t/te/temperatur.html" title="Temperatur">Temperatur</A> eine Rolle spielen. Ihr Anwendungsbereich reicht jedoch weit darüberhinaus (QST/RT/QT). </li><li> Die nichtlineare Dynamik und die Physik der komplexen Systeme befassen sich unter anderem mit <A HREF="../../c/ch/chaostheorie.html" title="Chaostheorie">Chaostheorie</A>, <A HREF="../../s/st/strukturbildung.html" title="Strukturbildung">Strukturbildung</A> und <A HREF="../../s/se/selbstorganisation.html" title="Selbstorganisation">Selbstorganisation</A> (QST).<p> </li></ul><A NAME="Die Relativitätstheorie"><H3>Die <A HREF="../../r/re/relativita_tstheorie.html" title="Relativitätstheorie">Relativitätstheorie</A></H3><p> ...befasst sich mit der Struktur von Raum und Zeit sowie mit dem Wesen der <A HREF="../../g/gr/gravitation.html" title="Gravitation">Gravitation</A>. Die Einheit von newtonscher Physik, Elektrodynamik und Relativitätstheorie wird als <A HREF="../../k/kl/klassische_physik.html" title="Klassische Physik">Klassische Physik</A> bezeichnet. <ul><li> Die <A HREF="../../s/sp/spezielle_relativita_tstheorie.html" title="Spezielle Relativitätstheorie">spezielle Relativitätstheorie</A> beschreibt das Verhalten von Raum, Zeit und Massen aus der Sicht von Beobachtern, die sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegen (QST). </li><li> Die <A HREF="../../a/al/allgemeine_relativita_tstheorie.html" title="Allgemeine Relativitätstheorie">allgemeine Relativitätstheorie</A> baut auf der speziellen auf und ist für beliebig beschleunigte Systeme gültig. Sie führt das Phänomen der Gravitation auf eine <A HREF="../../k/kr/kra_mmung.html" title="Krümmung">Krümmung</A> von Raum und Zeit zurück.<p> </li></ul><A NAME="Die Quantenphysik"><H3>Die <A HREF="../../q/qu/quantenphysik.html" title="Quantenphysik">Quantenphysik</A></H3><p> ...ist zur Beschreibung von Phänomenen im <A HREF="../../m/mi/mikrokosmos.html" title="Mikrokosmos">Mikrokosmos</A> erforderlich, wo die Gesetze der klassischen Mechanik an ihre Grenze gelangen. Während sie experimentell immer wieder hervorragend bestätigt wird und die gesamte moderne Technologie auf ihr basiert, wird bis heute über ihre korrekte Interpretation gestritten. Im folgenden sind insbesondere Themen der nichtrelativistischen <A HREF="../../q/qu/quantenmechanik.html" title="Quantenmechanik">Quantenmechanik</A> aufgeführt, bei denen sich die Zahl der beteiligten Teilchen nicht ändert <ul><li> Aufgabe der <A HREF="../../a/at/atomphysik.html" title="Atomphysik">Atomphysik</A> ist es, die Eigenschaften der Atome, insbesondere ihre Spektren zu erklären. Sie beschränkt sich dabei in der Regel auf einen Energiebereich, in dem der <A HREF="../../a/at/atomkern.html" title="Atomkern">Atomkern</A> als strukturlos angesehen werden kann (RT). </li><li> Die <A HREF="../../m/mo/molekularphysik.html" title="Molekularphysik">Molekularphysik</A> beschreibt das Zusammenwirken verschiedener Atome und stellt die Verbindung zur <A HREF="../../c/ch/chemie.html" title="Chemie">Chemie</A> und <A HREF="../../p/ph/physikalische_chemie.html" title="Physikalische Chemie">physikalischen Chemie</A> her. </li><li> Die <A HREF="../../k/ke/kernphysik.html" title="Kernphysik">Kernphysik</A> studiert alle mit dem <A HREF="../../a/at/atomkern.html" title="Atomkern">Atomkern</A> zusammenhängenden Phänomene, die Kernstruktur und Kernreaktionen (RT). </li><li> Die <A HREF="../../l/la/laser.html" title="Laser">Laserphysik</A> ist ein Teilgebiet der <A HREF="../../o/op/optik.html" title="Optik">Optik</A>. Ihre Aufgabe ist die Entwicklung und wissenschaftliche Untersuchung der verschiedenen <A HREF="../../l/la/laser.html" title="Laser">Laser</A>-Typen (RT). </li><li> Die <A HREF="../../p/pl/plasmaphysik.html" title="Plasmaphysik">Plasmaphysik</A> untersucht die Eigenschaften von <A HREF="../../p/pl/plasma__physik_.html" title="Plasma (Physik)">Plasmen</A>, d. h. hochgradig <A HREF="../../i/io/ion__chemie_.html" title="Ion (Chemie)">ionisierten</A> Materiezuständen (RT). </li><li> Gegenstand der <A HREF="../../t/ti/tieftemperaturphysik.html" title="Tieftemperaturphysik">Tieftemperaturphysik</A> ist Untersuchung von Ordnungsphänomenen in Materie, die bei höheren Temperaturen aufgebrochen werden. </li><li> Die Physik <A HREF="../../k/ko/kondensierte_materie.html" title="Kondensierte Materie">kondensierter Materie</A> beschreibt Phänomene (korrelierter) Vielteilchensysteme. Die Physik der Kondensierten Materie unterscheidet sich grundlegend von der freier <A HREF="../../t/te/teilchen.html" title="Teilchen">Teilchen</A>. <ul><li> Die Festkörperphysik befasst sich mit der Physik von Materie im festen <A HREF="../../a/ag/aggregatzustand.html" title="Aggregatzustand">Aggregatzustand</A>, insbesondere (aber nicht ausschließlich) von fester Materie mit periodischem Aufbau. </li><li> Die <A HREF="../../f/fl/fla_ssigkeit.html" title="Flüssigkeit">Physik der Flüssigkeiten</A> ist ein Teilgebiet der <A HREF="../../s/st/stra_mungslehre.html" title="Strömungslehre">Fluidmechanik</A> und befasst sich mit Materie im flüssigen <A HREF="../../a/ag/aggregatzustand.html" title="Aggregatzustand">Aggregatzustand</A>. Die Bausteine der Flüssigkeit weisen eine gegenseitige Beweglichkeit auf (Translation und Rotation). Dennoch sind (im Unterschied zum <A HREF="../../i/id/ideales_gas.html" title="Ideales Gas">idealen Gas</A>) bei Flüssigkeiten im Nahbereich <A HREF="../../k/ko/korrelation.html" title="Korrelation">Korrelationen</A> beobachtbar. </li><li> Die Physik der <A HREF="../../f/fl/fla_ssigkristall.html" title="Flüssigkristall">Flüssigkristalle</A> beschreibt die Physik von Materie, die sowohl Elemente einer kristallinen Ordnung aufweisen, als auch die einer ungeordneten <A HREF="../../f/fl/fla_ssigkeit.html" title="Flüssigkeit">Flüssigkeit</A>: Die Bausteine von Flüssigkristallen weisen die Beweglichkeit einer Flüssigkeit auf (genauer Translation), besitzen jedoch eine wohldefierte gegenseitige <A HREF="../../o/or/orientierung.html" title="Orientierung">Orientierung</A>. </li><li> Die Grenzflächenphysik beschreibt die besonderen physikalischen Phänomene an der Oberfläche kondensierter Materie. Ein Spezialfall der Grenzflächenphysik ist die <A HREF="../../o/ob/oberfla_chenphysik.html" title="Oberflächenphysik">Oberflächenphysik</A>.<p> </li></ul></li></ul><A NAME="Die relativistische Quantenphysik"><H3>Die relativistische Quantenphysik</H3><p> ...befasst sich mit Phänomenen, zu deren Beschreibung die Quantenphysik und die Relativitätstheorie zugleich erforderlich sind. <ul><li> Die <A HREF="../../t/te/teilchenphysik.html" title="Teilchenphysik">Elementarteilchenphysik</A>, auch <A HREF="../../t/te/teilchenphysik.html" title="Teilchenphysik">Teilchenphysik</A> oder <A HREF="../../h/ho/hochenergiephysik.html" title="Hochenergiephysik">Hochenergiephysik</A>, ist die Lehre von den elementarsten Grundbausteinen der Materie und ihrem Verhalten. </li><li> Die <A HREF="../../q/qu/quantenfeldtheorie.html" title="Quantenfeldtheorie">Quantenfeldtheorie</A> ist die quantenmechanische Beschreibung von Feldern und ist für die Teilchenphysik relevant. Das <A HREF="../../s/st/standardmodell.html" title="Standardmodell">Standardmodell</A> ist eine Quantenfeldtheorie, die alle bekannten Teilchen und Kräfte bis auf die Gravitation einheitlich beschreibt. <ul><li> Die <A HREF="../../d/di/dirac_theorie.html" title="Dirac-Theorie">Dirac-Theorie</A> ist eine relativistische Beschreibung von <A HREF="../../f/fe/fermion.html" title="Fermion">Fermionen</A> und begründet die Basis für die Konzepte <A HREF="../../s/sp/spin.html" title="Spin">Spin</A> und <A HREF="../../a/an/antimaterie.html" title="Antimaterie">Antimaterie</A>. </li><li> Die <A HREF="../../q/qu/quantenelektrodynamik.html" title="Quantenelektrodynamik">Quantenelektrodynamik</A> stellt die Verbindung zwischen Photonen und elektromagnetischen Feldern her und beschreibt die Wechselwirkung mit Ladungen als Austausch von virtuellen Photonen. </li><li> Die <A HREF="../../q/qu/quantenchromodynamik.html" title="Quantenchromodynamik">Quantenchromodynamik</A> beschreibt die <A HREF="../../s/st/starke_wechselwirkung.html" title="Starke Wechselwirkung">starke Wechselwirkung</A> zwischen <A HREF="../../q/qu/quark__physik_.html" title="Quark (Physik)">Quarkss</A> als Austausch von Gluonen. </li></ul></li><li> <A HREF="../../q/qu/quantengravitation.html" title="Quantengravitation">Quantengravitation</A> ist ein Überbegriff für Ansätze, die vier <A HREF="../../g/gr/grundkra_fte_der_physik.html" title="Grundkräfte der Physik">Grundkräfte der Physik</A> mit einer gemeinsamen Theorie zu beschreiben und dadurch insbesondere die allgemeine <A HREF="../../r/re/relativita_tstheorie.html" title="Relativitätstheorie">Relativitätstheorie</A> mit der <A HREF="../../q/qu/quantenphysik.html" title="Quantenphysik">Quantenphysik</A> zu vereinen (QST). <ul><li>Die <A HREF="../../s/st/stringtheorie.html" title="Stringtheorie">Stringtheorie</A> beschreibt <A HREF="../../e/el/elementarteilchen.html" title="Elementarteilchen">Elementarteilchen</A> als Stringss und geht von verborgenen Dimensionen der <A HREF="../../r/ra/raumzeit.html" title="Raumzeit">Raumzeit</A> aus. </li><li>Die <A HREF="../../l/lo/loop_quantengravitation.html" title="Loop-Quantengravitation">Loop-Quantengravitation</A> beschreibt die Raum-Zeit als Spin-Netzwerk bzw. Spin-Schaum. </li><li>Die Quantengeometrie.<p> </li></ul></li></ul><A NAME="Interdisziplinäre und technisch orientierte Themenbereiche"><H2>Interdisziplinäre und technisch orientierte Themenbereiche</H2><p> <ul><li> Die <A HREF="../../a/as/astrophysik.html" title="Astrophysik">Astrophysik</A> wendet physikalische Methoden auf das Studium <A HREF="../../a/as/astronomie.html" title="Astronomie">astronomischer</A> Phänomene an. </li><li> Die <A HREF="../../p/ph/physikalische_chemie.html" title="Physikalische Chemie">physikalische Chemie</A> liegt an der Schnittstelle von Physik und <A HREF="../../c/ch/chemie.html" title="Chemie">Chemie</A> und befasst sich insbesondere damit, in der Chemie bekannte Eigenschaften komplexer Moleküle physikalisch zu erklären. </li><li> In der <A HREF="../../b/bi/biophysik.html" title="Biophysik">Biophysik</A> werden die physikalischen Gesetzmässigkeiten, denen Lebewesen und ihre Wechselwirkung mit der Natur unterliegen, untersucht. </li><li> Die <A HREF="../../g/ge/geophysik.html" title="Geophysik">Geophysik</A> nutzt physikalische Modelle zur Erklärung <A HREF="../../g/ge/geologie.html" title="Geologie">geologischer</A> Strukturen und Vorgänge. </li><li> Quantenelektronik ist ein relativ junges Forschungsgebiet und wendet die Ergebnisse der <A HREF="../../q/qu/quantenphysik.html" title="Quantenphysik">Quantentheorie</A> auf die Entwicklung <A HREF="../../e/el/elektronik.html" title="Elektronik">elektronischer</A> Schaltkreise an. </li><li> Die <A HREF="../../b/be/beschleunigerphysik.html" title="Beschleunigerphysik">Beschleunigerphysik</A> beschaftigt sich mit der Entwicklung von Teilchenbeschleunigern. Diese werden benötigt, um die Energiedichten der Elementarteilchenphysik zu erreichen, aber auch als Strahlenquelle für Untersuchungen in einem weiteren naturwissenschaftlichen Bereich. </li><li> Die <A HREF="../../r/re/reaktorphysik.html" title="Reaktorphysik">Reaktorphysik</A> beschäftigt sich mit der technischen Beherrschung von Kernreaktionen in Kernreaktoren.<p> </li></ul><A NAME="Methoden der Physik"><H2>Methoden der Physik</H2><p> Der Prozess der Erkenntnisgewinnung in der Physik verläuft in enger Verzahnung von Experiment und Theorie, besteht also aus empirischer Datengewinnung und -auswertung <em>und</em> gleichzeitig dem Erstellen theoretischer Modelle zu ihrer Erklärung. Dennoch haben sich im Verlauf des 20. Jahrhunderts Spezialisierungen herausgebildet, die insbesondere die professionell betriebene Physik heute prägen. Demnach lassen sich grob <em><A HREF="../../e/ex/experimentalphysik.html" title="Experimentalphysik">Experimentalphysik</A></em> und <em><A HREF="../../t/th/theoretische_physik.html" title="Theoretische Physik">theoretische Physik</A></em> voneinander unterscheiden. Erstere versucht, durch Entwurf, Aufbau, Durchführung und Auswertung von Experimenten Gesetzmäßigkeiten in der Natur aufzuspüren und mittels empirischer Modelle zu beschreiben. Sie versucht dabei einerseits physikalisches Neuland zu betreten und überprüft andererseits von der theoretischen Physik gemachte Vorhersagen. Deren Aufgabe wiederum besteht darin, die empirischen Modelle der Experimentalphysik mathematisch auf bekannte Grundlagentheorien zurückzuführen oder, falls dies nicht möglich ist, durch eine möglichst kleine Anzahl von Grundannahmen (<A HREF="../../h/hy/hypothese.html" title="Hypothese">Hypothesen</A>) zu beschreiben. Sie leitet weiterhin aus bereits bekannten Modellen empirisch überprüfbare Voraussagen ab. Experimentalphysik und theoretische Physik stehen also in steter Wechselbeziehung zueinander. Es kann allerdings vorkommen, dass Ergebnisse der einen Disziplin der anderen vorauseilen: So sind derzeit viele Voraussagen der <A HREF="../../s/st/stringtheorie.html" title="Stringtheorie">Stringtheorie</A> nicht experimentell überprüfbar; andererseits sind viele teilweise extrem genau gemessene Werte aus dem Gebiet der Teilchenphysik zum heutigen Zeitpunkt am Anfang des 21. Jahrhunderts durch die zugehörige Theorie, die <A HREF="../../q/qu/quantenchromodynamik.html" title="Quantenchromodynamik">Quantenchromodynamik</A>, nicht berechenbar.<p> Zusätzlich zu dieser grundlegenden Teilung der Physik unterscheidet man manchmal noch zwei weitere Unterdisziplinen, die <A HREF="../../m/ma/mathematische_physik.html" title="Mathematische Physik">mathematische Physik</A> und die <A HREF="../../a/an/angewandte_physik.html" title="Angewandte Physik">angewandte Physik</A>. Erstere wird gelegentlich als Teilgebiet der theoretischen Physik betrachtet, unterscheidet sich von dieser jedoch darin, dass ihr Studienobjekt nicht konkrete physikalische Phänomene sind, sondern die Ergebnisse der theoretischen Physik selbst. Sie abstrahiert damit von jedweder Anwendung und interessiert sich stattdessen für die <em>mathematischen</em> Eigenschaften eines Modells, insbesondere seine tiefer liegenden Symmetrien und <A HREF="../../i/in/invarianz__physik_.html" title="Invarianz (Physik)">Invarianzen</A>. Auf diese Weise entwickelt sie Verallgemeinerungen und Varianten bereits bekannter Theorien, die dann wiederum als Arbeitsmaterial der theoretischen Physiker in der Modellierung empirischer Vorgänge Einsatz finden können.<p> Die angewandte Physik steht dagegen in (unscharfer) Abgrenzung zur Experimentalphysik, teilweise auch zur theoretischen Physik. Ihr wesentliches Kennzeichen ist, dass sie ein gegebenes physikalisches Phänomen nicht um seiner selbst willen erforscht, sondern um die aus der Untersuchung hervorgegangenen Erkenntnisse zur Lösung eines (in der Regel) nicht-physikalischen Problems einzusetzen. Ihre Anwendungen liegen z. B. auf dem Gebiet der <A HREF="../../t/te/technik.html" title="Technik">Technik</A> oder <A HREF="../../e/el/elektronik.html" title="Elektronik">Elektronik</A>, in <A HREF="../../m/me/medizin.html" title="Medizin">Medizin</A>, <A HREF="../../c/ch/chemie.html" title="Chemie">Chemie</A> oder <A HREF="../../a/as/astronomie.html" title="Astronomie">Astronomie</A>, aber auch in den <A HREF="../../w/wi/wirtschaftswissenschaften.html" title="Wirtschaftswissenschaften">Wirtschaftswissenschaften</A>, wo z. B. im <A HREF="../../r/ri/risikomanagement.html" title="Risikomanagement">Risikomanagement</A> Methoden der theoretischen Festkörperphysik zum Einsatz kommen.<p> <A NAME="Geschichte"><H2>Geschichte</H2><p> Die <A HREF="../../g/ge/geschichte_der_physik.html" title="Geschichte der Physik">Geschichte der Physik</A> beginnt etwa ab dem Jahr <A HREF="../../1/15/1500.html" title="1500">1500</A>. Seit dieser Zeit kann man von der <em>Physik</em> als eigenständiger <A HREF="../../w/wi/wissenschaft.html" title="Wissenschaft">Wissenschaft</A> sprechen, obwohl es schon vorher physikalische Entdeckungen und Lehren gab, z.B. über das Feuers, das <A HREF="../../r/ra/rad_1.html" title="Rad">Rad</A>, das <A HREF="../../h/he/hebelgesetz.html" title="Hebelgesetz">Hebelgesetz</A> (von <A HREF="../../a/ar/archimedes.html" title="Archimedes">Archimedes</A> formuliert) und seine Anwendung in einfachen Maschinen, erste Erkenntnisse in der <A HREF="../../o/op/optik.html" title="Optik">Optik</A>, der <A HREF="../../h/hy/hydromechanik.html" title="Hydromechanik">Flüssigkeitslehre</A>, und Vorstellungen vom Aufbau der <A HREF="../../k/ka/ka_rper__physik_.html" title="Körper (Physik)">Körper</A> (Demokritsches <A HREF="../../t/te/teilchenmodell.html" title="Teilchenmodell">Teilchenmodell</A>).<p> Zeitleiste:<p> <ul><li><A HREF="../../1/15/1543.html" title="1543">1543</A> Veröffentlichung des heliozentrischen Weltbildes in „<em><A HREF="../../d/de/de_revolutionibus_orbium_coelestium.html" title="De Revolutionibus Orbium Coelestium">De Revolutionibus Orbium Coelestium</A></em>“ („<em>Von den Umdrehungen der Himmelskörper</em>“) durch <A HREF="../../n/ni/nikolaus_kopernikus.html" title="Nikolaus Kopernikus">Nikolaus Kopernikus</A> </li><li><A HREF="../../1/15/1589.html" title="1589">1589</A> Fallgesetze (<A HREF="../../g/ga/galileo_galilei.html" title="Galileo Galilei">Galileo Galilei</A>) </li><li><A HREF="../../1/16/1609.html" title="1609">1609</A> Planetengesetze (<A HREF="../../j/jo/johannes_kepler.html" title="Johannes Kepler">Johannes Kepler</A>) </li><li><A HREF="../../1/16/1638.html" title="1638">1638</A> und <A HREF="../../1/16/1650.html" title="1650">1650</A> Luftdruck und Vakuum entdeckt und angewendet (<A HREF="../../e/ev/evangelista_torricelli.html" title="Evangelista Torricelli">Evangelista Torricelli</A>, <A HREF="../../o/ot/otto_von_guericke.html" title="Otto von Guericke">Otto von Guericke</A>) </li><li><A HREF="../../1/16/1687.html" title="1687">1687</A> Grundgesetz der Mechanik (<A HREF="../../n/ne/newton_axiome.html" title="Newton-Axiome">newtonsche Gesetze</A> durch <A HREF="../../i/is/isaac_newton.html" title="Isaac Newton">Isaac Newton</A>) </li><li><A HREF="../../1/17/1786.html" title="1786">1786</A> Elektrisches Grundgesetz (<A HREF="../../c/co/coulombsches_gesetz.html" title="Coulombsches Gesetz">coulombsches Gesetz</A>: zur Bestimmung der Kraft zwischen Ladungen) </li><li><A HREF="../../1/18/1865.html" title="1865">1865</A> Theorie der <A HREF="../../e/el/elektromagnetische_welle.html" title="Elektromagnetische Welle">elektromagnetischen Wellen</A> (<A HREF="../../m/ma/maxwellsche_gleichungen.html" title="Maxwellsche Gleichungen">Maxwellgleichungen</A> durch <A HREF="../../j/ja/james_clerk_maxwell.html" title="James Clerk Maxwell">James Clerk Maxwell</A>) </li><li><A HREF="../../1/18/1895.html" title="1895">1895</A> Entdeckung der <A HREF="../../r/ra/ra_ntgenstrahlen.html" title="Röntgenstrahlen">Röntgenstrahlung</A> (X-Strahlung) durch <A HREF="../../w/wi/wilhelm_conrad_ra_ntgen.html" title="Wilhelm Conrad Röntgen">Wilhelm Conrad Röntgen</A> </li><li><A HREF="../../1/18/1898.html" title="1898">1898</A> Entdeckung der natürlichen Radioaktivität einiger <A HREF="../../c/ch/chemisches_element.html" title="Chemisches Element">chemischer Elemente</A> durch <A HREF="../../m/ma/marie_curie.html" title="Marie Curie">Marie</A> und <A HREF="../../p/pi/pierre_curie.html" title="Pierre Curie">Pierre Curie</A> </li><li><A HREF="../../1/19/1900.html" title="1900">1900</A> Begründung der <A HREF="../../q/qu/quantenphysik.html" title="Quantenphysik">Quantenphysik</A> durch <A HREF="../../m/ma/max_planck.html" title="Max Planck">Max Planck</A> </li><li><A HREF="../../1/19/1938.html" title="1938">1938</A> Atomkernspaltung künstlich herbeigeführt durch <A HREF="../../o/ot/otto_hahn.html" title="Otto Hahn">Otto Hahn</A><p> </li></ul><em>Siehe auch:</em> <A HREF="../../p/ph/physiker.html" title="Physiker">Physiker</A>, <A HREF="../../c/co/computational_physics.html" title="Computational physics">Computerphysik</A>, <A HREF="../../e/ei/einheitensystem.html" title="Einheitensystem">Einheitensystem</A>, <A HREF="../../p/ph/physikalische_konstanten.html" title="Physikalische Konstanten">Naturkonstante</A>, <A HREF="../../p/ph/physik_fa_r_die_schule.html" title="Physik für die Schule">Physik für die Schule</A>, <A HREF="../../p/po/portal_physik.html" title="Portal Physik">Portal Physik</A><p> <A NAME="Literatur"><H2>Literatur</H2><p> <ul><li><A HREF="../../r/ri/richard_feynman.html" title="Richard Feynman">Feynman</A>, Leighton, Sands: <em>Vorlesungen über Physik</em>. Oldenbourg 1999 ISBN 3486258575 </li><li>Halliday, Resnick, Walker: <em> Physik von Halliday</em>. Wiley 2003 ISBN 3-527-40366-3 (didaktisch sehr gut gemachtes Physiklehrbuch mit CD-ROM)<p> </li></ul><A NAME="Weblinks"><H2>Weblinks</H2><p> <ul><li> Physik allgemein <ul><li><A HREF="http://www.dpg-physik.de/" class="external">Deutsche Physikalische Gesellschaft e.V.</A> </li><li><A HREF="http://dmoz.org/World/Deutsch/Wissenschaft/Naturwissenschaften/Physik/" class="external">Kategorie "Physik" beim Internet-Katalog dmoz</A> </li></ul></li><li>Physik-Portale <ul><li><A HREF="http://www.pro-physik.de/Phy/External/PhyH/" class="external">Findemaschine pro-physik.de</A> </li><li><A HREF="http://de.physnet.net/PhysNet/" class="external">PhsNet</A> </li><li><A HREF="http://www.uni-magdeburg.de/avp/physik_im_www.htm" class="external">Gute Physik-Linkseite</A> </li><li><A HREF="http://www.ptb.de/de/blickpunkt/interviews/_index.html" class="external">Was ist Physik? Antworten prominenter Physiker</A> </li><li><A HREF="http://www.gym-hartberg.ac.at/gym/physik/them.htm" class="external">Zusammenstellung wichtiger Themen der Physik</A> </li><li><A HREF="http://www.iap.uni-bonn.de/P2K/cover.html" class="external">Physik einfach erklärt</A> </li><li><A HREF="http://physik.blogspot.com/" class="external">Physikalische Kleinigkeiten - Physikalisches Weblog</A> </li><li><A HREF="http://www.wuerzburg.de/mm-physik/index.html" class="external">Multimedia Physik - Viele Links aus der Physik</A> </li><li><A HREF="http://www.teilchen.at" class="external">Aktuelles, Erklärungen und Links zu Kern- und Teilchenphysik</A> </li><li><A HREF="http://www.wackerart.de/physik.html" class="external">Linksammlung zum Thema Physik, Studium der Physik in Marburg</A><p> </li></ul></li></ul><p> <pre> <p> </pre></div><br><div id=footer><table border=0><tr><td> <small>Dies ist ein Artikel aus der freien Enzyklopädie <a href="http://de.wikipedia.org">Wikipedia</a>. Stand: August 2004. Der Artikel steht unter der <a href="http://www.gnu.org/licenses/fdl.txt">GNU Free Documentation License</a>.</small></td></tr></table></div>