Wat is kwantitatieve fysica?

Kwantitatieve fysica is de tak van de fysica die onderzoek omvat door herhaalde meting en wiskundige analyse van experimentele resultaten.Het verschilt bijvoorbeeld van sommige takken van theoretische fysica, bijvoorbeeld, zoals kwantummechanica of strijkheorieonderzoek, waarbij een groot deel van de onderliggende theorie niet kan worden getest in de echte wereld, of in een laboratorium op aarde met huidige technologie vanaf 2011. Elk veldvan kwantitatief onderzoek zoals kwantitatieve fysica ontleent zijn conclusies uit een statistische analyse van grote hoeveelheden experimentele gegevens.Deze gegevens zijn echter vaak zo groot en complex, dat computers worden gebruikt om wiskundige modellering van de gegevens uit te voeren om het beter te interpreteren.Een voorbeeld van het gebruik van kwantitatieve fysica zou omvatten dat van klimaatstudies die worden uitgevoerd op supercomputers om klimatologische veranderingen te voorspellen van verschillende natuurlijke thermodynamische krachten die spelen op, in of nabij de aarde, evenals van veranderingen in zonne -activiteit gedurende lange tijd gedurende lange tijd.

De studie van fysica in de kern is het meten van veranderingen in materie en energie, en dit maakt de meeste fysica -onderzoek kwantitatieve fysica in een of andere vorm.Kwantitatief onderzoek is ook belangrijk in de natuurkunde omdat veel van de fysieke wetten, zoals de snelheid van het licht of de zwaartekracht van de aarde, niet kwantitatief kunnen worden gedefinieerd door menselijke observatie met de vijf zintuigen.Het is mogelijk om een vallend lichaam te observeren, maar zonder precies te meten van zijn afkomstsnelheid, wordt geen duidelijk beeld bereikt voor hoe sterke zwaartekracht eigenlijk is.Kwantitatieve onderzoeksfysica gebruikt daarom wiskunde als een abstracte manier om krachten te begrijpen aan het werk in het universum.

Processen waarbij kwantitatief onderzoek betrokken is, zijn echter niet altijd bedoeld om de dagelijkse realiteit te vertegenwoordigen.De fysica bepaalt de ideale omstandigheden waaronder materie, energie, ruimte en tijd interageren door herhaalde meting en observatie, en bepaalt vervolgens de kans op gebeurtenissen.Fysica -vergelijkingen die hiervoor worden gebruikt, zijn gebaseerd op abstracte wiskundige concepten die alleen waar zijn met grote aantallen herhaalde experimenten.Kwantitatieve fysica kan bijvoorbeeld het oppervlak van een sferische planeet in de ruimte voorspellen, maar er bestaat niet zoiets als een perfecte bol of een andere perfecte geometrische vorm in de natuurlijke wereld, dus het proces is tot op zekere hoogte een benadering.

Ideale representaties in de natuurkunde, zoals het ballistische traject van een kogel door de lucht, zijn gebaseerd op kwantitatieve fysica -principes van zwaartekracht en luchtweerstand, maar ze kunnen alleen een algemeen traject voor een kogel voorspellen, niet de werkelijke, nauwkeurigevlek waarop het zal landen.Het gebruik van vergelijkingen en formule in kwantitatieve fysica omvat vaak het gemiddelde van enkele van de variabelen die in het spel komen of wiskundige snelkoppelingen gebruiken om hun effect op de vergelijking teniet te doen.Dit komt omdat het doel is om in principe de natuurwetten te begrijpen ten opzichte van specifieke, willekeurige toepassingen.

Computationele fysica is vaak een aanvulling op de kwantitatieve fysica in het laboratorium, waar vergelijkingen niet formeel of adequaat kunnen worden getest in experimenten in de echte wereld.Vaak worden algoritmen gebruikt om dergelijke berekeningen te stroomlijnen.Algoritmen zijn een reeks wiskundige regels die de computer gebruikt om het aantal berekeningen te verminderen die nodig is om een probleem op te lossen tot een eindige reeks stappen.Computerhulp voor kwantitatieve fysica wordt meestal gebruikt in gebieden waar zeer complexe interacties plaatsvinden, zoals in materiaalwetenschap, nucleair versnelleronderzoek en moleculaire dynamiek in de biologie.