Se kilde til Fysik

[[Fil:CollageFisica.jpg|thumb|Forskellige fysiske fænomener. Øverst til venstre mod højre: [[regnbue]], [[laser]], [[luftballon]]er, [[lyn]], [[galakse]]r, [[snurretop]], [[atombombe]], [[atomorbital]]er og en [[uelastisk kollision]].]]
'''Fysik''' (over {{lang-la|physica}} fra {{lang-grc|φυσική}} ''viden om natur'')<ref name="etymonline-physics">{{cite web |title=physics |website=[[Online Etymology Dictionary]] |url=http://www.etymonline.com/index.php?term=physics&allowed_in_frame=0|access-date=2016-11-01 |archive-url= https://web.archive.org/web/20161224191507/http://www.etymonline.com/index.php?term=physics&allowed_in_frame=0 |archive-date=24. december 2016 |url-status=live}}</ref><ref name="etymonline-physic">{{cite web |title=physic |website=[[Online Etymology Dictionary]] |url=http://www.etymonline.com/index.php?term=physic&allowed_in_frame=0 |access-date=2016-11-01 |archive-url= https://web.archive.org/web/20161224173651/http://www.etymonline.com/index.php?term=physic&allowed_in_frame=0 |archive-date=24. december 2016 |url-status=live}}</ref> handler om stof, energi og bevægelse i den natur, der omgiver mennesket. Det er en af de mest fundamentale videnskabelige discipliner, og dens primære mål er at forstå, hvordan [[universet]] opfører sig.<ref name="youngfreedman2014p1">{{harvnb |Young|Freedman|2014|p=1}} "Physics is one of the most fundamental of the sciences. Scientists of all disciplines use the ideas of physics, including chemists who study the structure of molecules, paleontologists who try to reconstruct how dinosaurs walked, and climatologists who study how human activities affect the atmosphere and oceans. Physics is also the foundation of all engineering and technology. No engineer could design a flat-screen TV, an interplanetary spacecraft, or even a better mousetrap without first understanding the basic laws of physics. (...) You will come to see physics as a towering achievement of the human intellect in its quest to understand our world and ourselves."</ref><ref name="youngfreedman2014p2">{{harvnb |Young|Freedman|2014|p=2}} "Physics is an experimental science. Physicists observe the phenomena of nature and try to find patterns that relate these phenomena."</ref><ref name="holzner2003-physics">{{harvnb|Holzner|2006|p=7}} "Physics is the study of your world and the world and universe around you."</ref><ref name="maxwell1878-physicalscience">{{harvnb|Maxwell|1878|p=9}} "Physical science is that department of knowledge which relates to the order of nature, or, in other words, to the regular succession of events."</ref>

Fysik er en af de ældste [[Akademisk disciplin|akademiske discipliner]] og, via inklusionen af [[astronomi]], muligvis ''den'' ældste.<ref name="krupp2003">{{harvnb |Krupp|2003}}</ref> I størstedelen af de to foregående årtusinder har fysik, [[kemi]], [[biologi]] og visse grene af [[matematik]] været en del af [[naturfilosofi]], men under [[den videnskabelige revolution]] i 1600-tallet voksede disse naturvidenskabsgrene frem som deres egne unikke forskningsområder.{{efn|[[Francis Bacon (filosof)|Francis Bacons]] ''[[Novum Organum]]'' fra 1620 var kritisk for udviklingen af [[Videnskabelig metode|den videnskabelige metode]].<ref name="Cajori1917">{{harvnb |Cajori|1917|pp=48–49}}</ref>}} Fysik overlapper med mange [[Tværfaglighed|tværfaglige]] forskningsområder som [[biofysik]] og [[kvantekemi]], og grænserne for fysik er ikke [[Demarkationsproblemet|skarpt afgrænset]]. Nye ideer i fysik forklarer ofte fundamentale mekanismer, der er genstand for andre forskningsfelter<ref name="youngfreedman2014p1" /> og kan være sætte en ny retning for forskning i andre akademiske discipliner som matematik og [[filosofi]].

Fremskridt i fysik muliggør ofte fremskridt i nye [[teknologi]]er. Eksempelvis har udvikling og forståelse af [[elektromagnetisme]], [[faststoffysik]] og [[kernefysik]] ledt direkte til udviklingen af nye produkter, der har ændre det moderne samfund meget, som bl.a. [[fjernsyn]], [[computer]]e, [[hårde hvidevarer]] og [[atomvåben]];<ref name="youngfreedman2014p1" /> forskning i [[termodynamik]] ledte til udviklingen af [[industrialisering]]en og udvikling i [[mekanik]] har inspireret udviklingen af [[infinitesimalregning]].

== Overblik ==
Fysik er tæt forbundet med andre [[naturvidenskab]]er, specielt [[kemi]], med viden om [[atom]]er og de kemiske forbindelser de danner.
Kemi trækker på mange felter fra fysikken, for eksempel [[kvantemekanik]], [[termodynamik]] og [[elektromagnetisme]]. Men kemiske fænomener er tilstrækkeligt varierede og komplekse til at kemi normalt betragtes som en separat disciplin.

== Inddeling af fysik ==
[[Fil:Coordinate-system-for-free-fall-problems.svg|300px|thumb|right|Et simpelt eksperimentelt setup for a måle [[tyngdeacceleration]]en. Bolden holdes i højden <math>h_0</math>, hvorfra den slippes. Med et stopur kan faldtiden måles.]]
I lighed med andre naturvidenskaber kan fysik grundlæggende deles op i [[eksperimentalfysik]] og [[teoretisk fysik]]. Eksperimentalfysikken er optaget af at opstille nye [[eksperiment]]er for derved at samle [[empiri]], mens teoretiske fysikere opstiller [[Model (matematik)|modeller]], der kan forklare de eksperimentelle resultater og komme med forudsigelser. Af og til regnes [[computerfysik]] for at være en tredje gren.

=== Eksperimentalfysik ===
{{Uddybende|Eksperimentalfysik}}
Fysikeksperimenter har til formål at besvare et spørgsmål, som eksperimentalfysikeren har. For eksempel er et typisk [[gymnasie]]forsøg at lade en bold falde frit for at se, hvor hurtigt den falder afhængigt af højden. Et godt eksperiment er kendetegnet ved, at værdien af interesse kan måles præcist, og at alle faktorer, der kan påvirke resultatet, er under kontrol eller bliver taget højde for, når resultaterne [[Dataanalyse|analyseres]]. I eksemplet med bolden skal et [[stopur]] fx være præcist nok til at måle faldtiden, mens faldhøjden skal måles præcist med fx et målebånd. Af størst betydning for resultatet er [[luftmodstand]]en, så for at udelukke den bør bolden være tung samt have en form, der giver lav luftmodstand. Når dette eksperiment fungerer godt, kan eksperimentalfysikeren til gengæld genintroducerer luftmodstanden for at måle dens effekt i et nyt eksperiment.

=== Teoretisk fysik ===
{{Uddybende|Teoretisk fysik}}
[[Fil:Drop time.jpg|300px|thumb|right|Et plot af faldtid som funktion af højde. De eksperimentelle værdier er røde, hvor bredden af hvert punkt er [[error bar]]s, der angiver, hvor sikker den målte højde er. I grøn er Galileis faldlov tilpasset de eksperimentelle resultater.]]
Teoretisk fysik har til opgave at sætte resultaterne fra eksperimentalfysik i system for derved at forstå, hvordan virkeligheden fungerer og for at komme med forudsigelser om, hvilket udfald eksperimenter vil have, hvis de udføres på en anden måde.

I eksemplet med bolden vil en simpel model for dens opførsel være [[Galileis faldlov]], der siger, at bolden er udsat for en konstant [[tyngdeacceleration]]. Derved kan faldtiden som funktion af højden udledes, og de eksperimentelle værdier kan bruges til at bestemme tyngdeaccelerationen. En mere generel model ville være [[Newtons tyngdelov]] sammen med [[Newtons anden lov]]; disse er så fundamentale, at de kan beskrive både boldens fald samt [[planet]]ernes [[Omløbsbane|baner]]. Det er generelt af interesse at opstille teorier, der kan forklare så mange eksperimentelle resultater som muligt, da teorien dermed repræsenterer en mere grundlæggende forståelse.

Alternativt kan Galilei faldlov gøres mere kompliceret ved at tilføje et bidrag fra luftmodstanden. Det er her især godt, hvis modellen kan forklare, hvordan luftmodstanden afhænger af det faldende objekts form. Da kan teorien bruges til at forudsige, hvilken form er nødvendig for at opnå en bestemt luftmodstand, så [[industri]]en i sidste ende fx kan producere [[Aerodynamik|aerodynamiske]] [[bil]]er og ikke-aerodynamiske [[faldskærm]]e.

== Grundlæggende teorier ==
Den teoretiske fysik kan grundlæggende deles op i [[klassisk fysik]], der betragter fysik som fundamentalt [[determinisme|deterministisk]], og [[kvantefysik]], som i stedet beskriver virkeligheden som [[stokastisk]]. Den klassiske fysik kan udledes fra kvantefysikken og er således ofte at foretrække, hvis systemet, der undersøges, ikke opfører sig på en måde, der kun kan forklares med kvantefysik. En forståelse af begge områder er et vigtigt fundament for [[fysiker]]en og en fast del af [[fysik-uddannelse]]n.

Det er ikke nødvendigvis entydigt, hvorvidt en given model er klassisk eller kvantefysisk, og visse modeller passer ikke ind i opdelingen.

=== Klassisk fysik ===
{{Uddybende|Klassisk fysik}}
Klassisk fysik var den første grundlæggende teori for fysik og blev udviklet over [[århundrede]]r op til omkring år [[1900]]. Den klassiske fysik er kendetegnet ved at modellere systemer som værende grundlæggende deterministiske. Klassisk mekanik gælder generelt for makroskopiske systemer. Klassisk fysik kan også tage højde for materialeegenskaber såsom [[ledningsevne]] og [[viskositet]], men kan ikke forklare oprindelsen af disse egenskaber.

==== Klassisk mekanik ====
{{Uddybende|Klassisk mekanik}}
Den mest kendte formulering af [[klassisk mekanik]] er [[Newtons love]]. [[Isaac Newton]] beskriver alle fysiske interaktioner med en [[kraft]], der er en [[vektor]]størrelse. Et legeme, der påvirkes af en kraft, vil begynde at [[Acceleration|accelerere]], der også er en vektor. Ifølge [[Newtons anden lov]] er kraften <math>\vec{F}</math> proportional med accelerationen <math>\vec{a}</math>, hvor proportionalitetskonstanten er legemets [[Masse (fysik)|masse]] <math>m</math>.
:<math>\vec{F}=m\vec{a}</math>
Et massivt legeme skal altså bruge mere tid til at nå op på en given [[hastighed]]. I dagligdagen opleves dette fx ved, at [[lastbil]]er har brug for større [[bremselængde]] end andre biler, der har mindre masse.

==== Newtonsk gravitation ====
{{Uddybende|Newtonsk gravitation}}
Samtidig med klassisk mekanik blev den første teori for gravitation udviklet. I denne teori tiltrækker alle legemer hinanden med en kraft, der er proportional med masserne <math>m</math> og <math>M</math>, men omvendt proportional med afstanden <math>r</math> i anden:
:<math>\vec{F}=-G\frac{Mm}{r^2}\hat{r}</math>
[[Enhedsvektor]]en <math>\hat{r}</math> angiver, at kraften på det ene objekt virker i retningen af de andet objekt, og det negative fortegn viser, at kraften er tiltrækkende.

==== Klassisk elektrodynamik ====
{{Uddybende|Klassisk elektrodynamik}}
I den klassisk model for [[elektromagnetisme]] - dvs. [[lys]], [[elektricitet]] og [[magnetisme]] med mere - påvirker [[elektrisk ladning|elektrisk ladede]] legemer også hinanden med en kraft. En af de tidligste lovmæssigheder er [[Coulombs lov]], der har næsten samme form som Newtons tyngdelov:
:<math>\vec{F}=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{Qq}{r^2}\hat{r}</math>
Masserne er her udskiftet med de to legemers ladninger <math>Q</math> og <math>q</math>, mens det negative fortegn angiver, at legemer med samme fortegn ladninger vil frastøde hinanden. Denne ligning gælder dog kun for stationære ladninger - såkaldt [[elektrostatik]] - mens elektromagnetisme mere generelt kan modelleres med [[Maxwells ligninger]].

==== Termodynamik og statistisk mekanik ====
{{Uddybende|Termisk fysik}}
[[Termodynamik]]ken er studiet af, hvordan et system udveksler [[energi]] med omgivelserne og udøver et [[Arbejde (fysik)|arbejde]]. Termodynamikken blev udviklet i [[1800-tallet]] for at få en bedre forståelse for [[dampmaskine]]rne, der havde vundet indpas ifm. [[den industrielle revolution]]. Termodynamikken analyserer sådanne systemer ved at fokusere på de [[makroskopisk]]e egenskaber; dvs. uden at tage højde for mindre dele såsom [[atom]]er.<ref name="nbi">{{Kilde | efternavn = Birkelind | fornavn = Chano | titel = Termodynamik | værk = Fysikleksikon | udgiver = [[Niels Bohr Instituttet]] | url = https://fysikleksikon.nbi.ku.dk/t/termodynamik/ | hentet = 10. juni 2019 | archive-date =  | archive-url =  | url-status = ok }}</ref> Et kendt resultat inden for termodynamik er fx [[idealgasligningen]], der relaterer [[volumen]], [[Tryk (fysik)|tryk]] og [[temperatur]] for en [[gas]].

I takt med termodynamikkens udvikling opstod [[statistisk mekanik|den statistiske mekanik]], da der i stigende grad var brug for også at forstå de [[mikroskopisk]]e grunde til termodynamiske resultater. En tidlig [[pioner]] var [[Ludwig Boltzmann]], der udviklede teorien om [[atom]]er. Med dem kunne [[James Clerk Maxwell]]s [[kinetiske gasteori]] forklare idealgasligningen. Da delsystemerne er så små, har den statistiske mekanik dog ofte brug for at inddrage kvantefysikken.

=== Relativistisk fysik ===
{{Uddybende|Relativitetsteorien}}
Relativitetsteorien blev udviklet af [[Albert Einstein]] i starten af [[1900-tallet]], i det han påstod, at [[lysets fart]] i [[vakuum]] er den samme i alle [[inertialsystem]]er. Dvs. at to personer vil måle den samme hastighed, selvom de bevæger sig i forhold til hinanden. Dette var baseret på, at [[Michelson-Morley-eksperimentet]] netop ikke kunne måle en forskel.

I den klassiske mekanik vil lysets målte fart - ligesom alle andre objekters fart - derimod afhænge af, hvor hurtigt observatøren bevæger sig. Dette kendes fra dagligdagen, hvor en bil, der kører 70 km/t, vil opleve at en anden bil kører 10 km/t, selvom den kører 80 km/t i forhold til vejen.

Relativitetsteorien er altså en teori om rum og tid. Den er et brud med den klassiske mekanik, selvom den heller ikke er kvantemekanisk.

==== Speciel relativitetsteori ====
{{Uddybende|Speciel relativitetsteori}}
Den specielle relativitetsteori er den simpleste, men mest udbredte, version. Den beskæftiger sig med en flad [[rumtid]], hvilket er uden gravitation. Et af de kendte [[tankeeksperiment]]er er [[tvillingeparadokset]], der siger, at en tvilling, der rejser i en [[rumraket]] tæt på lysets hastighed, vil ældes meget mindre end den anden tvilling, der bliver på [[Jorden]].

En mere tydelig og praktisk konsekvens er [[E=mc²|masse-energi-ækvivalensen]], der siger, at et legemes masse <math>m</math> er proportionalt med den bundne energi <math>E</math>, hvor proportionalitetskonstanten er lysets fart kvadreret <math>c^2</math>.
:<math>E= m c^2</math>
Denne energi kan delvist frigives, hvilket benyttes i [[kernekraft]].

==== Generel relativitetsteori ====
{{Uddybende|Generel relativitetsteori}}
Den generelle relativitetsteori bygger oven på den specielle relativitetsteori, men beskæftiger sig nu med det krumme rum, hvilket vil sige, at bevægelser i lige linjer ikke længere er lige. På denne måde forklarer teorien gravitation og giver bedre forudsigelser end Newtons tyngdelov.

Den generelle relativitetsteori er fx blevet brugt til at forudsige eksistensen af [[Sort hul|sorte huller]].

=== Kvantefysik ===
{{Uddybende|Kvantefysik}}
Kvantefysikken blev udviklet fra omkring år [[1900]] som svar på yderligere observerede afvigelser fra den klassiske mekanik. Et af de første skridt blev gjort af [[Max Planck]], der viste, at en kvantisering af lys -vha. [[Plancks konstant]] - kunne beskrive [[varmestråling]]en fra et [[sortlegeme]]. Det blev yderlige observeret, at lys både kan opføre sig som en [[bølge]] uden en bestemt position og en partikel med en klar position ([[partikel-bølge-dualitet]]en). [[Louis de Broglie]] foreslog, at denne dualitet også gælder for andre partikler og estimerede deres [[De Broglie-bølgelængde|bølgelængde]].

==== Schrödinger-ligningen ====
{{Uddybende|Schrödingers ligning}}
En af de første og mest udbredte modeller er Schrödinger-ligningen, der beskriver et system med en [[bølgefunktion]], der er relateret til [[sandsynlighedstæthed]]en for, at systemet er i en given tilstand. Deri ligger det grundlæggende stokastiske ved kvantemekanikken.

==== Standardmodellen ====
{{Uddybende|Standardmodellen}}
Den mest moderne og etablerede model er derimod Standardmodellen, der beskriver alle fundamentale interaktioner med undtagelse af [[gravitation]]. De andre fundamentale interaktioner er [[elektromagnetisme]], [[stærk kernekraft]] og [[svag kernekraft]].

== Retninger inden for fysik ==
[[Fil:BlackHole.jpg|right|thumb|Koncepttegning af et [[sort hul]] ([[NASA]]).]]
* [[Astrofysik]]
* [[Astronomi]]
* [[Atomfysik]]
* [[Biofysik]]
* [[Kondenserede stoffers fysik]]
** [[Faststoffysik]]
* [[Gastrofysik]]
* [[Geofysik]]
* [[Kernefysik]]
* [[Kosmologi (astronomi)|Kosmologi]]
* [[Partikelfysik]]
* [[Sociofysik]]
* [[Statistisk fysik]]

== Historie ==
{{Uddybende|Fysikkens historie}}
Fysikken kan siges at starte med [[Naturfilosofi|naturfilosoffen]] [[Aristoteles]] i [[Antikkens Grækenland]], men den første moderne fysiker regnes normalt for at være [[Galileo Galilei]].

== Fysikere ==
{{Uddybende|Fysiker}}
Forskning i fysik bedrives af en ''fysiker'', der typisk er uddannet inden for fysik, men vedkommende kan også få sin viden fra uddannelse i andre [[naturvidenskab]]elige, [[ingeniør]]mæssige eller [[matematik|matematiske]] områder. En fysiker kan udover forskning også beskæftige sig med [[uddannelse]], [[Anvendt fysik|anvendelse]] samt andre jobs, der ikke nødvendigvis er anses for at være fysikerjobs. Den [[Tyskland|tyske]] [[Forbundskansler (Tyskland)|forbundskansler]] [[Angela Merkel]] ([[2005]]-[[2021]]) er uddannet fysiker.

== Foreslåede teorier ==
:[[Strengteori]] – [[Tolkning af kvantemekanikken]]

== Begreber ==
:[[Stof (fysik)|Stof]] – [[Antistof (fysik)|Antistof]] – [[Partikelfysik]] ([[elementarpartikel]], [[subatomar partikel]]) – [[Boson]] – [[Fermion]]

:[[Symmetri]] – [[Bevarelseslove]] – [[masse (fysik)|Masse]] – [[Energi]] – [[Inerti]] – [[Vinkelhastighed]] – [[Spin (fysik)|Spin]]

:[[Tid]] – [[Rum]] – [[Dimension]] – [[Rumtid]] – [[Længde]] – [[Hastighed]] – [[Kraft]] – [[Bevægelsesmængde]] – [[Impuls (fysik)|Impuls]]

:[[Bølge]] – [[Bølgefunktion]] – [[Harmonisk oscillator]] – [[Magnetisme]] – [[Elektricitet]] – [[Elektromagnetisk stråling]] – [[Temperatur]] – [[Entropi]] – [[Fysisk information]]

== [[Partikelfysik|Partikler]] ==
:[[Atom]] – [[Proton]] – [[Neutron]] – [[Elektron]] – [[Kvark (fysik)|Kvark]] – [[Foton]] – [[Gluon]] – [[W-boson]] – [[Z-boson]] – [[Graviton]] – [[Neutrino]] – [[Partikelstråling]]

== Tabeller ==
:[[Fysiske konstanter]] – [[Grundlæggende SI-enheder]] – [[afledte SI-enheder]] – [[SI-præfiks]] – [[Konvertering af enheder]]

== Beslægtede områder ==
:[[Matematisk fysik]] – [[Astronomi]] – [[Astrofysik]]- [[Biofysik]] – [[Elektronik]] – [[Ingeniørvidenskab]] – [[Meteorologi]] – [[Nanoteknologi]]

== Uløste problemer ==
:[[Fysikkens uløste gåder]]

== Se også ==
* [[Fysikkens filosofi]]

== Noter ==
{{notelist|30em}}

== Referencer ==
{{reflist|30em}}

== Eksterne henvisninger ==
{{Commonskat|Physics}}
* [http://www.livescience.com/34052-unsolved-mysteries-physics.html The 9 Biggest Unsolved Mysteries in Physics. Livescience] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20201211074518/https://www.livescience.com/34052-unsolved-mysteries-physics.html |date=11. december 2020 }}
* [http://fys.kb.dk/ Fagsiden for fysik på Københavns Universitetsbibliotek, det Kgl. Bibliotek]{{Dødt link|date=marts 2022 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }}
* [http://www.sciencedaily.com/ ScienceDaily Magazine] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200907132448/https://www.sciencedaily.com/ |date= 7. september 2020 }}
* [http://www.physics.adelaide.edu.au/~dkoks/Faq/General/open_questions.html Open Questions in Physics] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130122001656/http://www.physics.adelaide.edu.au/~dkoks/Faq/General/open_questions.html |date=22. januar 2013 }}
* [http://newton.ex.ac.uk/aip/ AIP Physics News] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20031205044903/http://newton.ex.ac.uk/aip/ |date= 5. december 2003 }}
* [http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/default.stm BBC News Sci/Tech] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20031203030434/http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/default.stm |date= 3. december 2003 }}

{{autoritetsdata}}

[[Kategori:Fysik| ]]
[[Kategori:Videregående uddannelser i Danmark]]
[[Kategori:Gymnasiefag]]
[[Kategori:Akademiske discipliner]]