Fizika je znanost o naravoslovju, ki vključuje proučevanje materije, njenega gibanja in vedenja v prostoru in času. Tako kot sorodni pojmi, kot sta energija in moč. Je ena izmed najbolj temeljnih znanstvenih disciplin, katere glavni namen je razumeti, kako deluje vesolje.
Fizika je najstarejša akademska disciplina, najstarejši pododdelek pa je astronomija. V zadnjih dveh tisočletjih je bila del naravne filozofije, vendar v času znanstvene revolucije v 17. stoletju so naravne vede postale samostojni predmeti študija. Fizika velja tudi za temeljno znanost, saj je predmet proučevanja vseh naravoslovnih vej, kot so kemija, astronomija, geologija, biologija in druge.
Fizika in druge znanosti so med seboj povezane. Seka se z mnogimi interdisciplinarnimi področji raziskav, kot so biofizika in kvantna kemija. Nove ideje fizikov pogosto razlagajo temeljne mehanizme drugih znanosti, odpirajo nova področja raziskav na področjih, kot so matematika in filozofija.
Fizika prispeva predvsem k razvoju inovativnih tehnologij, ki nastajajo zaradi teoretičnih prebojev. Zahvaljujoč odkritjem znanstvenikov se je pojavila televizija, računalništvo in gospodinjski aparati, jedrska energija. Napredek termodinamike je privedel do razvoja industrializacije, napredek v mehaniki pa je spodbudil razvoj matematične analize.
Fizika je konglomerat področij in disciplin, ki preučujejo različne vidike vesolja: od zakonov vesolja do atomskih stanj. Znanost je razdeljena na:
Vsak od globalnih oddelkov ima ločena področja raziskav. Na primer, uporabna fizika vključuje 27 podsekcij: akustiko, agrofiziko, dinamiko, geofiziko, optiko, nanotehnologijo, kvantno informatiko, fotoniko itd.
Ta smer služi za proučevanje fizikalnih lastnosti molekul, kemičnih vezi med atomi in molekularne dinamike. Najpomembnejše eksperimentalne metode so različne vrste spektroskopije, uporablja se tudi sipanje. Disciplina je tesno povezana z drugimi vejami znanosti. Teorija polj je na primer povezana z molekularno in atomsko fiziko, hkrati pa vpliva na teoretično kemijo, fizikalno kemijo in kemijsko fiziko.
Poleg elektronskih stanj vzbujanja atomov molekule kažejo rotacijske in vibracijske načine, energije ki so kvantizirani. Najmanjše razlike v energiji obstajajo med rotacijskimi stanjami: čisti rotacijski spektri so v območju daleč infrardeče (valovne dolžine okoli 30-150 μm) elektromagnetnega spektra. Vibracijski spektri so v bližnjem infrardečem območju (približno 1-5 mikronov), spektri elektronskih prehodov pa večinoma v vidnih in ultravijoličnih območjih. Z merjenjem rotacijskih in vibracijskih spektralnih lastnosti lahko natančno izračunamo lastnosti molekul, kot je razdalja med jedri.
Gibanje, ki upošteva množice, se ukvarja z dinamiko razdelitve. In če se kinematika ne upošteva med množičnimi gibanji. Hkrati je pomembno, v kakšnem okolju se gibanje dogaja (voda, zrak, trdna snov), na makro ali molekularni ravni.
Na splošno je dinamika del klasične mehanike, povezane s preučevanjem sil in navorov, njihovega vpliva na gibanje. Kinematika, nasprotno, proučuje gibanje predmetov, ne da bi se sklicevala na njegove vzroke. Formulirani so osnovni postulati Isaac Newton v treh zakonih gibanja.
Za proučevanje dinamike obstajata dve kategoriji: linearna in rotacijska. Prva se nanaša na objekte, ki se premikajo v ravni črti, in določa:
Dinamika vrtenja se nanaša na objekte, ki se premikajo ali vrtijo po ukrivljenih poteh in vključujejo takšne vrednosti kot:
Na vprašanje, kaj pojava študija fizike je lahko odgovoriti. To so vsi procesi, ki se dogajajo okoli nas, bodisi na planetu Zemlji ali v globokem vesolju. Na splošno se delijo na:
Fizika je najpomembnejša disciplina, ne da bi razvoj, katerega nadaljnji razvoj človeštva ni mogoč. Pomaga razkriti vse nove skrivnosti vesolja, raziskovati prostor, se potopiti v mikrokozmos elementarnih delcev, razviti tehnologije.
Raziskave se stalno razvijajo na številnih frontah. V fiziki kondenzirane snovi je pomemben nerešen teoretični problem problem visokotemperaturne superprevodnosti. Številni poskusi s kondenziranimi snovmi so namenjeni ustvarjanju učinkovite spintronike in kvantni računalniki.
V fiziki delcev so se prvi eksperimentalni podatki prvič pojavili zunaj standardnega modela. Prvič, to pomeni, da imajo nevtrine nečistotno maso. Zdi se, da ti eksperimentalni rezultati rešujejo dolgoletni problem sončnih neutrinov, medtem ko fizika masivnih nevtrinov ostaja področje aktivnih teoretičnih in eksperimentalnih raziskav. Veliki hadronski trkalnik je že našel Higgsov bozon, vendar je cilj prihodnjih študij dokazati ali ovreči supersimetrijo, ki razširja standardni model fizike delcev. Raziskovanje narave osnovnih skrivnosti temne snovi in temne energije je v teku.