Fizik bilimi neredeyse hayatımızın her alanında geniş bir yere sahiptir. Bilim insanlarının elde ettikleri bilgiler arttıkça kavramlar gelişmiş, bazı bilgiler ise değişmiştir. Bu artan bilgileri kaydederek sonraki nesillere aktarmak, daha sistemli bir çalışma yapabilmek için fiziğin alt dalları oluşmuştur. Fizik bilimi; kuvvet, hareket, enerji, madde, ses, ışık, elektrik, Güneş Sistemi vb. konularla ilgilenir. Evrende gezegenlerden atom altı parçacıklara çok geniş bir alanı kapsayan fizik bilimi mekanik, termodinamik, elektromanyetizma, optik, katıhal fiziği, atom fiziği, nükleer fizik, yüksek enerji ve plazma fiziği olarak alt dallara ayrılır. Şimdi bu alt dalları sırasıyla inceleyelim.
Mekanik: Cisimlerin nasıl hareket ettiklerini, kuvvet ve hareket arasındaki ilişkiyi inceler. Makaraların, vinçlerin (Resim 1.9), makinaların, arabaların çalışmasından depreme karşı dayanıklı binaların yapılmasına kadar birçok alan mekanikle ilgilidir.
Elektromanyetizma: Atomun yapısındaki proton ve elektronların sahip oldukları elektrik yükleri ve etkileşimleri, oluşturdukları elektrik alan ve elektriksel kuvveti inceler. Pilin icat edilmesi ve elektrik akımının incelenmesiyle telgraf, telefon, akümülatör, ampül, dinamo gibi birçok icat art arda gelmiştir. Günümüzde ise elektrik ve mekanik alanındaki gelişmeler sayesinde fosil yakıt kullanan otomobillerin yerini artık elektrikli arabalar almaktadır (Resim 1.10).
Dünyanın manyetik alanını, manyetik maddeleri ve akım geçen telin etrafında oluşan manyetik alanı inceler. Manyetizma ve elektrikteki gelişmelerin bir sonucu olarak Manyetik raylı trenler (maglev) (Resim 1.11) yapılmıştır.
Termodinamik: Isının madde içinde nasıl yayıldığını ve iletimini inceler. Evlerimizde kullandığımız buzdolabı, kombi, klima, fiziğin, termodinamik alt dalındaki çalışmaların ürünüdür.
Optik: Işık olaylarını ve ışığın davranışlarını inceler.
Röntgen, radar, radyo teleskop (Resim 1.12), mikrodalga fırın (Resim 1.13) gibi cihazlar fizikte dalgalar ve optik alanındaki çalışmalarla geliştirilmiştir. Optik ve dalgalardaki gelişmeler gökyüzü gözlemlerini ve uzay çalışmalarını başlatmıştır ve bu çalışmalar fiziğe paralel olarak gelişmeye devam etmektedir. Yine optikteki ve atom fiziğindeki gelişmeler sonucu bulunan laser (Resim 1.14) tıpta ameliyatlarda kullanılmaktadır.
Katıhâl Fiziği: Yoğun haldeki maddelerin elektriksel, manyetik, optik ve esneklik gibi özelliklerini inceler. Yarı iletkenler üzerindeki çalışmalar transistör, diyot, led, mikroçipler dibi devre elemanları katıhal fiziğinin çalışma alanına girer. Bilgisayar teknolojisinde bilgi kaydedici ortamlar, şarj edilebilir piller katıhal fiziğinin bir ürünüdür.
Atom Fiziği: Atomu ve atomu oluşturan parçacıkların birbiriyle olan etkileşimini inceler. Atom fiziği alanında yapılan çalışmalar sayesinde nano teknoloji alanında büyük gelişmeler olmuş ıslanmayan kumaşlar, su tutmayan camlar, kendini temizleyen boyalar, laser yazıcılar yapılmıştır.
Nükleer Fizik: Atomun çekirdeğini ve çekirdekteki taneciklerin birbirleriyle olan etkileşimlerini, kararsız çekirdeklerin yaptıkları ışımaları inceler. Çekirdek bozunmaları sırasında açığa çıkan enerji, nükleer santrallerde (Resim 1.15) kontrol altına alınarak birçok ülke tarafından enerji üretiminde kullanılmaktadır. Ülkemizde de Mersin Akkuyu’da nükleer santral kurma çalışmaları devam etmektedir.
Yüksek Enerji ve Plazma Fiziği: Yüksek enerjili parçacıkların hızlandırıcılarda çarpıştırılmasıyla ortaya çıkan parçacıkları, birbirleriyle olan etkileşimlerini ve maddenin 4. hali olan plazmayı (Resim 1.16) inceler. Dünyanın en önemli yüksek enerji ve parçacık fiziği laboratuvarı olan CERN (Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi) yüksek hızlara ulaştırılan parçacıkların çarpıştırıldığı ve sonuçların gözlemlenerek çeşitli araştırmaların yapıldığı bir bilim merkezidir. Floresan lambalar, plazma televizyonlar, meteryal işleme, elektronik çip üretimi, silah teknolojileri, atık ve baca gazlarını arıtma, kanser ve diş tedavisi gibi birçok alanda yüksek enerji ve plazma fiziği kullanılmaktadır.
Fizik biliminin alt alanlarını ve uygulama alanlarını öğrendik. Bu alanlarda yer alan birçok meslek vardır. Elektrik, elektronik, elektronik haberleşme, bilgisayar, makine, mekatronik, inşaat, otomotiv, uçak ve malzeme mühendislikleri gibi meslekler fizik bilimini temel almaktadır. Pilotluk ve astronotluk özel koşullar gerekmekle birlikte fizik alanında başarılı olmayı gerektiren mesleklerdir.