Was ist quantitative Physik?
quantitative Physik ist der Zweig der Physik, der Forschung durch wiederholte Messung und mathematische Analyse experimenteller Ergebnisse beinhaltet. Es unterscheidet sich von einigen Zweigen der theoretischen Physik, beispielsweise wie Quantenmechanik oder String -Theorieforschung, wobei ein Großteil der zugrunde liegenden Theorie in der realen Welt nicht getestet werden kann, oder in einem Labor auf der Erde mit aktueller Technologie ab 2011. Jedes Feld quantitativer Forschungen wie quantitative Physik leitet ihre Schlussfolgerungen aus einer statistischen Analyse großer Mengen experimenteller Daten ab. Diese Daten sind jedoch oft so groß und komplex, dass Computer verwendet werden, um die mathematische Modellierung der Daten durchzuführen, um sie besser zu interpretieren. Ein Beispiel für die Verwendung der quantitativen Physik würde das von Klimawissenschaften umfassen, die auf Supercomputern durchgeführt werden, um klimatologische Veränderungen aus verschiedenen natürlichen thermodynamischen Kräften vorzulegen, die auf, in oder in der Nähe der Erde sind, sowie durch Veränderungen der Sonnenaktivität über lange Zeiträume.
Die Untersuchung der Physik im Kern ist die Messung von Veränderungen in Materie und Energie, und dies macht die meisten Physik -Forschung in der einen oder anderen Form quantitativer Physik. Quantitative Studie ist auch in der Physik wichtig, da viele der physikalischen Gesetze, wie die Lichtgeschwindigkeit oder die Gravitationsanziehung der Erde, nicht nur durch menschliche Beobachtung mit den fünf Sinnen definiert werden können. Es ist möglich, einen fallenden Körper zu beobachten, aber ohne seine Abstammungsrate genau zu messen, ist kein klares Bild darauf, wie stark die Schwerkraft tatsächlich ist. Quantitative Forschungsphysik verwendet daher die Mathematik als abstrakte Art, Kräfte zu verstehen, die im Universum arbeiten.
Prozesse, die eine quantitative Studie beinhalten, sollen jedoch nicht immer die alltägliche Realität darstellen. Die Physik bestimmt die idealen Bedingungen, unter denen Materie, Energie, Raum und Zeit durch wiederholte Messung und o interagierenBServierung und bestimmt dann die Wahrscheinlichkeit von Ereignissen. Die hierfür verwendeten Physikgleichungen basieren auf abstrakten mathematischen Konzepten, die nur bei einer großen Anzahl von wiederholten Experimenten zutreffen. Quantitative Physik zum Beispiel kann die Oberfläche eines sphärischen Planeten im Weltraum vorhersagen, aber es gibt keine perfekte Kugel oder eine andere perfekte geometrische Form in der natürlichen Welt. Der Prozess ist also bis zu einem gewissen Grad eine Annäherung.
ideale Darstellungen in der Physik, wie die ballistische Flugbahn einer Kugel durch die Luft, basieren auf quantitativen Physikprinzipien des Gravitationszugs und des Luftwiderstandes, können jedoch nur eine allgemeine Flugbahn für eine Kugel vorhersagen, nicht für die tatsächliche, genaue Stelle, auf der sie landen wird. Die Verwendung von Gleichungen und Formel in der quantitativen Physik beinhaltet häufig die Mittelung einiger der Variablen, die mathematische Verknüpfungen zum Negieren ihrer Auswirkungen auf die Gleichung negieren. Dies liegt daran, dass das Ziel istdie Naturgesetze im Prinzip über die von spezifischen, zufälligen Anwendungen zu verstehen.
Computerphysik ergänzt häufig die quantitative Physik im Labor, wobei Gleichungen in Experimenten realer Welt nicht formell oder angemessen getestet werden können. Oft werden Algorithmen verwendet, um solche Berechnungen zu optimieren. Algorithmen sind eine Reihe mathematischer Regeln, die der Computer verwendet, um die Anzahl der Berechnungen zu reduzieren, die zur Lösung eines Problems auf eine endliche Reihe von Schritten erforderlich sind. Computerhilfe für die quantitative Physik wird normalerweise in Bereichen eingesetzt, in denen sehr komplexe Wechselwirkungen stattfinden, wie in der Materialwissenschaft, der nuklearen Beschleunigerforschung und der molekularen Dynamik in der Biologie.