Ֆիզիկա

Ֆիզիկա, (հին հունարեն՝ φυσική (ἐπιστήμη), phusikḗ (epistḗmē) — «բնության գիտություն», φύσις phúsis "բնություն"․ հնում՝ բնագիտություն)՝ գիտություն, որն ուսումնասիրում է բնության հիմնարար օրենքները, փորձում է բացատրել դրանց տարբեր դրսևորումները։ Ֆիզիկայի առաջնային խնդիրը տիեզերքի տարրական բաղկացուցիչ մասնիկների և նրանց փոխազդեցության բնութագրումն է, ինչպես նաև այդ հիմնարար սկզբունքների հիման վրա այլ ֆիզիկական համակարգերի վերլուծությունը։ Այլ կերպ ասած, ֆիզիկան ուսումնասիրում է մատերիան և նրա շարժումը տարածության և ժամանակի միջով՝ մեկտեղելով դրանց հետ կապված էներգիայի և ուժի հասկացությունները։
Ֆիզիկան ամենաառաջին ակադեմիական դիսցիպլիններից է, հավանաբար ամենահինը՝ ներառելով իր մեջ աստղագիտությունը։ Վերջին երկու հազարամյակի ընթացքում ֆիզիկան քիմիայի, մաթեմատիկայի որոշ ճյուղերի և կենսաբանության հետ բնափիլիսոփայության կազմում էր, սակայն 17-րդ դարի գիտական հեղափոխության արդյունքում այն վերածվեց ինքնուրույն հետազոտական գիտության։ Ֆիզիկայի հետազոտությունների դաշտը հատվում է այնպիսի միջդիսցիպլինար գիտությունների հետ, ինչպես կենսաֆիզիկան և քվանտային քիմիան, և նրա սահմանները խստորեն որոշված չեն։ Ֆիզիկայի նոր գաղափարները հաճախ բացատրություն են տալիս այլ գիտությունների հիմնարար մեխանիզմներին, միաժամանակ հետազոտությունների նոր դաշտ են բացում մաթեմատիկայում և փիլիսոփայությունում։


== Ընդհանուր նկարագրություն ==
Ֆիզիկան գիտության բնագավառ է, որն ուսումնասիրում է տիեզերքում գործող հիմնական ուժերն ու օրենքները, բացատրում նյութի և էներգիայի հատկությունները, հետազոտում ատոմի մեջ գտնվող մանրագույն մասնիկներից մինչև մեր Տիեզերքի առաջացման հետ կապված երևույթները։ Հունարեն «ֆիզիկա» բառը նշանակում է բնություն։
Ֆիզիկոսներն զբաղվում են գրեթե մինչև բացարձակ զրո աստիճանի սառը և աստղի միջուկի ջերմաստիճանի գերտաք նյութերում տեղի ունեցող երևույթներով, ուսումնասիրում են, թե ինչպես են շարժվում էլեկտրոնները, հոսում հեղուկները, ինչպես է էներգիան փոխարկվում մի տեսակից մյուսի և բազմաթիվ այլ երևույթներ։
Ֆիզիկայի խնդիրը բնության ընդհանուր օրենքները բացահայտելն է, դրանց միջոցով բնության մեջ տեղի ունեցող երևույթները բացատրելն ու մարդկությանը ծառայեցնելը։


== Հիմնարար տեսություններ ==
Թեև ֆիզիկան ուսումնասիրում է զանազան համակարգեր, սակայն որոշ տեսություներ օգտագործվում են բոլոր բաժիներում։ Բայց օրինակ դասական մեխանիկայի օրենքները ճշգրիտ բնութագրում են մարմնի շարժումը, եթե այն մոտ չէ լույսի արագությանը և չափերով բավական մեծ է ատոմից։ Այս հիմնական տեսություները կարևոր գործիք են ավելի մասնագիտացված ճյուղեր և թեմաներ ուսումնասիրելու համար, ինչպիսիք են դասական մեխանիկան, քվանտային մեխանիկան, ջերմադինամիկան, վիճակագրական մեխանիկան, էլեկտրամագնիսականությունը և հատուկ հարաբերականության տեսությունը։


=== Դասական ֆիզիկա ===
Դասական ֆիզիկան ընդգրկում է ֆիզիկայի այն մասնաճյուղերը որոնք հայտնաբերվել և լավ ուսումնասիրվել են մինչև 20-րդ դարը դրանք են՝ դասական մեխանիկան, ակուստիկան, օպտիկան, ջերմադինամիկան և էլեկտրամագնիսականությունը։ Դասական մեխանիկակ ուսումնասիրում է ուժի ազդեցության հետևանքով մարմիների վարքագիծը։ Դասական մեխանիկայի ճյուղերն են․ կինեմատիկան (ուսումնասիրում է մարմինների շարժումն ու փոխազդեցությունը, առանց դրանց առաջ բերող պատճառները քննարկելու), դինամիկան (քննարկում է ոչ միայն մարմինների շարժումն ու փոխազդեցությունը, այլ նաև դրանք առաջ բերող պատճառները), ստատիկան (քննարկում է մարմինների հավասարակշռությունը), բացարձակ պինդ մարմնի մեխանիկան և հիդրոմեխանիկան։ Վերջին երկուսը հոծ միջավայրի մեխանիկայի ճյուղեր են։ Ակուստիկան միջառարկայական գիտություն է, որն ուսումնասիրում է մեխանիկական ալիքները։ Օպտիկան ուսումնասիրում է լույսի բնույթը, առաքման և կլանման օրենքները, տարածումը տարբեր միջավայրերում, ինչպես նաև նյութի հետ լույսի փոխազդեցության ժամանակ առաջացող երևույթները։ Ջերմադինամիկան միջառարկայական գիտություն է ջերմության և աշխատանքի հետ դրա կապի մասին։


=== Ժամանակակից ֆիզիկա ===
Դասական ֆիզիկան հիմնականում ուսումնասիրում է մատերիան և էներգիան նորմալ պայմաններում, իսկ ժամանակակից ֆիզիկան ուսումնասիրում է մատերիաի վարքագիծը ծայրահեղ վիճակներում։ Օրինակ ատոմային և միջուկային ֆիզիկաներն ուսումնասիրում են մատերիան ամենափոքր մասշտաբներում որտեղ քիմիական տարրը կարող է ամբողջական լինել։ Տարրական մասնիկների ֆիզիկան ուսումնասիրում է ամենատարրական մասնիկները, որոնցից կազմված է մատերիան։ Ժամանակակից ֆիզիկայի երկու հիմնական տեսությունները փոխում են մեր պատկերացումները տիեզերքի, ժամանակի և մատերիաի վերաբերյալ։ Քվանտային մեխանիկան ունակ է նկարագրել էլեկտրոնների, ֆոտոնների, ինչպես նաև այլ տարրական մասնիկների վարքը, պայմանով, որ անտեսենք տարրական մասնիկների փոխակերպումները։ Տարրական մասնիկների փոխակերպումների նկարագրություն տալիս է դաշտի քվանտային տեսությունը։ Հարաբերականության տեսությունը ֆիզիկական երևույթների տարածաժամանակային և գրավիտացիոն (ձգողության) հատկություններն ուսումնասիրող տեսություն է կամ, պարզապես, ուսմունք՝ տարածության, ժամանակի և տիեզերական ձգողության մասին։ Երկու տեսություններն էլ գտել են իրենց կիրառությունը ժամանակակից ֆիզիկայում։


== Պատմություն ==

Թեև դեռևս հին չինացիները, բաբելացիները, հույները, եգիպտացիները, հնդիկները և այլ ժողովուրդներ հնուց ի վեր գիտական արժեք ունեցող զգալի տեղեկություններ էին կուտակել, բայց մինչև 16-րդ դարը ֆիզիկայում տիրապետել են հին հունական մտահայեցական բնափիլիսոփայական պատկերացումները, այդ թվում նաև Տիեզերքի երկրակենտրոն համակարգի մոդելը, և միայն 16-րդ դարակեսին է Նիկոլայ Կոպեռնիկոսն առաջադրել արևակենտրոն համակարգի տեսությունը։ Գիտական ֆիզիկայի հիմքերը դրվել են 17-րդ դարում՝ Գալիլեո Գալիլեյի աշխատանքներով։ Նա առաջին գիտնականն էր, որը ֆիզիկական մարմինների ու երևույթների վարքը բացատրելու համար կարևորեց բնության փորձնական ուսումնասիրությունը։ Գալիլեյն ապացուցեց, որ մարմինների անկման ժամանակը կախված չէ նրանց զանգվածից։ Դա բնության՝ փորձնական ճանապարհով հաստատված կարևորագույն օրենքներից առաջինն էր։ Գալիլեյի ու նրա ժամանակակիցների՝ Յոհան Կեպլերի, Ռենե Դեկարտի, Քրիստիան Հյույգենսի և ուրիշների աշխատանքներն ընդհանրացրեց Իսահակ Նյուտոնը՝ ստեղծելով դասական մեխանիկան։ Նա հայտնագործեց տիեզերական ձգողության օրենքը, ցույց տվեց, որ առաջին հայացքից միմյանց հետ կապ չունեցող երևույթները (այն, որ բոլոր մարմիններն, անկախ զանգվածից, Երկրի վրա ընկնում են միևնույն ժամանակահատվածում, նույն երկարության բոլոր ճոճանակները, անկախ զանգվածից, տատանվում են միակերպ, Լուսինը՝ Երկրի, իսկ Երկիրն Արեգակի շուրջը պտտվում են անփոփոխ ուղեծրերով) այդ նույն օրենքի հետևանքներն են։ Նյուտոնի այդ տեսությունում ձևակերպվեցին նաև բացարձակ տարածության ու բացարձակ ժամանակի գաղափարները։
17-րդ դարի առաջին կեսից սկսեց զարգանալ գազերի տեսությունը (Է. Տորիչելլի, Մ. Լոմոնոսով, Ռ. Բոյլ, Է. Մարիոտ և ուրիշներ)։ 
18-րդ դարում ֆիզիկոսներն սկսեցին ավելի լավ պատկերացնել, թե ինչ են ջերմությունն ու լույսը, փորձեր կատարեցին էլեկտրականության և մագնիսականության դեռևս խորհրդավոր ուժերի հետ։ Էլեկտրականության և մագնիսականության հիմնական օրենքները 19-րդ դարում հայտնաբերեցին Մ. Ֆարադեյը, Ջ. Մաքսվելը և ուրիշներ։ 19-րդ դարի վերջին գիտնականներն առաջին անգամ դիտարկեցին ճառագայթաակտիվությունն ու ներատոմային մասնիկները։ Քվանտային պատկերացումների հիմքը դրեց Մ. Պլանկը՝ ենթադրելով, որ էլեկտրամագնիսական ճառագայթման էներգիան ընդունում է ընդհատուն արժեքներ։
20-րդ դարի սկիզբը նշանավորվեց նոր, հրաշալի ֆիզիկական գաղափարների, այդ թվում՝ Ա. Այնշտայնի հարաբերականության տեսության ի հայտ գալով։ Այդ առաջընթացը հանգեցրեց տարածության ու ժամանակի նոր ըմբռնման։ Լ. դը Բրոյլի, Վ. Հայզենբերգի, Է․ Շրյոդինգերի, Պ. Դիրակի և այլ գիտնականների ստեղծած քվանտային մեխանիկայի տեսությունը բացատրում է նյութի վարքը՝ ատոմային մակարդակով։
1930-50-ական թվականներին ստեղծվել է էլեկտրամագնիսական երևույթների քվանտային տեսությունը՝ քվանտային էլեկտրադինամիկան։
1950-ական թվականներին ձևավորվել է տարրական մասնիկների ֆիզիկան, որը հետազոտում է նյութի կառուցվածքի առանձնահատկությունները՝ տարրական մասնիկների մակարդակով։


== Ֆիզիկայի նշանակություն ==
Նոր ֆիզիկական երևույթների և օրենքների հայտնագործությունները միշտ իրենց հետևից բերել են տեխնիկական խնդիրների լուծումներ, որոնք էականորեն բարեփոխել են մարդու կենցաղը։ Օրինակ՝ երբ 1832 թվականին Մ. Ֆարադեյը հայտնագործեց էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի երևույթը, ընդամենը 30 տարի անց այդ երևույթի կիրառումով արտադրվեցին էլեկտրական շարժիչներ։ Իսկ մեր օրերում վակուումում էլեկտրոնների շարժման ուսումնասիրության շնորհիվ հնարավոր եղավ կառուցել էլեկտրոնային լամպն ու հեռուստատեսային խողովակը։ Եվ կամ՝ ֆիզիկոսները շուրջ 20 տարի զբաղված էին ատոմի միջուկի կառույցի ուսումնասիրություններով՝ համոզված լինելով, որ դրանք զուտ տեսական նշանակություն ունեն։ Սակայն Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի նախօրեին բացահայտվեց միջուկային էներգիայի ստացման հնարավորությունը, և մարդկությունը թևակոխեց միջուկային էներգիայի դարաշրջան։ Իսկ ջերմամիջուկային էներգիան կարող է էներգիայի անսպառ աղբյուր դառնալ մարդկության համար։ Քվանտային տեսության զարգացումը հանգեցրեց էլեկտրոնիկայի բուռն առաջընթացի, որից սկսվեց համակարգչային դարաշրջանը։
Ժամանակակից ֆիզիկայի զարգացումն ընթանում է 3 հիմնական՝ Տիեզերքի (երկնային մարմինների), միկրոաշխարհի գաղտնիքների բացահայտման, դրանց միջև կապի հաստատման և ֆիզիկայի արդեն կազմավորված բաժիններում նոր երևույթների հայտնագործման ուղղություններով։
Տիեզերքի գաղտնիքները բացահայտելու նպատակով այսօր ստեղծված է հատուկ տիեզերական տեխնիկա։ Տիեզերանավերի վրա տեղադրված աստղադիտակներով կարելի է այնպիսի դիտումներ կատարել, որոնց չի խանգարում Երկրի մթնոլորտի խիտ շերտը։ Ստացված նոր տվյալներն իրենց հերթին՝ նոր հեռանկար են բացում տիեզերածնության ընդհանուր տեսության մշակման համար։
Ատոմային ֆիզիկայի նորագույն նվաճումները հնարավորություն կընձեռեն պատասխանելու այն հարցին, թե ինչից է կազմված աշխարհը։ Այս հարցի լուսաբանմանը մեծապես կնպաստի Ֆրանսիայի և Շվեյցարիայի սահմանում կառուցված 27 կմ երկարությամբ գերհզոր արագացուցիչը, որը գործարկվեց 2008 թվականին։
Խիստ կարևոր է ֆիզիկայի նվաճումների կիրառմամբ կենսաբանական հիմնահարցերի ուսումնասիրությունը։ Դա հնարավորություն կտա գիտնականներին վստահորեն պայքարել հիվանդությունների դեմ, երկարացնել մարդու կյանքը։ Շատ հետաքրքրական են նախապես պահանջվող հատկություններով նյութերի, ինչպես նաև բարձր ջերմակայունությամբ ու ամրությամբ զուգակցված, միաժամանակ էլեկտրամեկուսիչ ու մագնիսական հատկություններով նյութերի ստացման ոլորտները։
Այրման երևույթների օրենքների բացահայտումը կընձեռի նոր, գերհզոր հրթիռների ստեղծման հնարավորություն։


== Ֆիզիկան Հայաստանում ==

Հայաստանում ճշգրիտ գիտությունների և բնագիտական ուղղության հիմնադիրը Անանիա Շիրակացին է։ Նա գիտականորեն բացատրել է Արեգակի և Լուսնի խավարումները, մակընթացությունն ու տեղատվությունը, պաշտպանել Երկրի գնդաձևության մասին տեսակետը։
Միջին դարերում բնագիտության բնագավառում զգալի ավանդ են ներդրել Գրիգոր Մագիստրոս Պահլավունին, Հովհաննես Սարկավագը, Հովհաննես Երզնկացին, Ղուկաս Վանանդեցին և ուրիշներ։ Բնագիտության զարգացմանը զուգընթաց, 17-րդ դարից սկսած, լուսավորչական ու գիտական լայն գործունեություն են ծավալել Մխիթարյան միաբանները։ Սուրբ Ղազար կղզում (Վենետիկ) տեղադրված 17 սմ տրամագծով աստղադիտակով կատարվել են աստղալից երկնքի դիտումներ և հետազոտություններ, նրանց ջանքերով ստեղծվել են հայ իրականության մեջ ֆիզիկայի առաջին լաբորատորիաները, կազմվել հայերեն բնագիտական առաջին դասագրքերը։
Ֆիզիկան Հայաստանում կազմավորվել է 1919 թվականին Երևանի պետական համալսարանի հիմնադրումով, որտեղ ձևավորվել է հայտնի ֆիզիկոս-դասախոսների մի սերունդ՝ Ա. Հակոբյան, Հ. Անժուր, Հ. Նավակատիկյան, Ա. Տեր-Մկրտչյան, Ա. Տոնյան և ուրիշներ։
Ժամանակակից ֆիզիկայի գիտական դպրոցները ձևավորվել են Սովետական Հայաստանի տարիներին, առավելապես Ռուսաստանում բարձրակարգ կրթություն ստացած և վերադարձած հայազգի գիտնականների ջանքերով՝ Արտեմ Ալիխանյանի և Վիկտոր Համբարձումյանի առաջնորդությամբ, խոշոր գիտական կենտրոնների՝ Երևանի ֆիզիկայի ինստիտուտի և Հայաստանի գիտությունների ազգային ակադեմիայի հիմնմամբ։
1960 թվականից Երևանի ֆիզիկայի ինստիտուտի հետազոտությունների հիմնական ուղղությունը դարձել է տարրական մասնիկների և բարձր էներգիաների ֆիզիկան։ 1967 թվականին այդ ինստիտուտում գործարկվել է 6 ԳէՎ էներգայով էլեկտրոնային արագացուցիչը։ Տիեզերական ճառագայթների բնագավառում հատուկ հետաքրքրություն են ներկայացնում Արագած լեռան վրա Ալիխանյան եղբայրների գլխավորությամբ կատարված ուսումնասիրությունները։ Վ. Համբարձումյանի ղեկավարությամբ Բյուրականի աստղադիտարանում աշխատանքներ են կատարվել տեսական աստղաֆիզիկայի, աստղերի ու միգամածությունների ֆիզիկայի, արտագալակտիկական աստղագիտության, աստղերի ու գալակտիկաների էվոլյուցիայի բնագավառներում։ Գրիգոր Գուրզադյանի գլխավորությամբ պատրաստվել են Երկրի արհեստական արբանյակների վրա տեղադրվող էլեկտրաֆիզիկական սարքեր։
Լուրջ հետազոտություններ են կատարվել նաև ռադիոֆիզիկայի և էլեկտրոնիկայի, քվանտային էլեկտրոնիկայի և ոչ գծային օպտիկայի, կիսահաղորդիչների ֆիզիկայի, պինդ մարմնի ֆիզիկայի, լիցքավորված մասնիկների ֆիզիկայի ոլորտներում։ Բազմաթիվ ճանաչված հայ ֆիզիկոսներ աշխատում են աշխարհի տարբեր ֆիզիկայի հետազոտական խոշոր  կենտրոններում։


== Հիմնական տեսություն ==


== Տես նաև ==
Տեսական ֆիզիկա
Մեխանիկա
Օպտիկա
Նանոտեխնոլոգիա
Ալբերտ Այնշտայն
Ժոզեֆ Լուի Գեյ-Լյուսակ
Աբրամ Իոֆե
Իսահակ Նյուտոն
Վիկտոր Համբարձումյան
Ռիչարդ Ֆեյնման
Ֆիզիկայի հայկական հանդես


== Ծանոթագրություններ ==


== Արտաքին հղումներ ==
Ֆիզիկայի դասագիրք
Ֆիզիկան դասարան․ամ կայքում
Ֆիզիկան բոլորի համար է - բլոգ ֆիզիկայի մասին
Ֆիզիկայի ֆեյնմանյան դասախոսություններ (անգլերեն)
Physics - Quanta Magazine