علوم طبیعی شاخه هایی از علم هستند که به مطالعه جهان طبیعی و قوانین حاکم بر آن می پردازند. این شامل درک جنبه های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی طبیعت است. علوم طبیعی به چندین رشته تقسیم می شوند که هر کدام بر روی یک حوزه مطالعاتی خاص تمرکز دارند. بیایید به برخی مفاهیم اساسی در علوم طبیعی بپردازیم.
فیزیک مطالعه ماده، انرژی و نیروهای بنیادی است که بر فعل و انفعالات آنها حاکم است. به دنبال درک چگونگی رفتار جهان در هر مقیاسی است، از کوچکترین ذرات تا بزرگترین کهکشانها.
یک اصل اساسی در فیزیک، قوانین حرکت نیوتن است. قانون اول نیوتن ، همچنین به عنوان قانون اینرسی شناخته می شود، بیان می کند که یک جسم در حالت سکون یا در حرکت یکنواخت در یک خط مستقیم باقی می ماند مگر اینکه نیروی خارجی بر آن اثر بگذارد. از نظر ریاضی، می توان آن را به صورت \( F = ma \) بیان کرد که در آن \( F \) نیروی اعمال شده، \( m \) جرم جسم و \( a \) شتاب است.
انرژی یکی دیگر از مفاهیم کلیدی در فیزیک است که انرژی سینماتیکی (انرژی حرکت) و انرژی پتانسیل (انرژی ذخیره شده) را در بر می گیرد. اصل بقای انرژی بیان می کند که انرژی در یک سیستم بسته در طول زمان ثابت می ماند.
شیمی ترکیب، ساختار، خواص و تغییرات ماده را بررسی می کند. این بررسی می کند که چگونه مواد با یکدیگر تعامل می کنند تا مواد جدید را از طریق واکنش های شیمیایی تشکیل دهند.
یک مفهوم مهم در شیمی نظریه اتمی است که پیشنهاد می کند همه مواد از اتم ها تشکیل شده اند. اتم ها از یک هسته حاوی پروتون و نوترون تشکیل شده اند که توسط الکترون احاطه شده است. جدول تناوبی عناصر را بر اساس خواص شیمیایی و ساختار اتمی آنها سازماندهی می کند.
واکنش های شیمیایی از قانون بقای جرم پیروی می کنند که بیان می کند جرم در یک واکنش شیمیایی نه ایجاد می شود و نه از بین می رود. بنابراین، جرم واکنش دهنده ها باید با جرم محصولات برابر باشد.
زیست شناسی مطالعه موجودات زنده و تعامل آنها با محیط است. این کتاب طیف وسیعی از موضوعات، از زیست شناسی مولکولی (مطالعه حیات در سطح مولکولی) تا بوم شناسی (مطالعه موجودات موجود در محیط خود) را پوشش می دهد.
سلول ها واحد اساسی زندگی هستند. همه موجودات زنده از سلول هایی تشکیل شده اند که می توانند ساده و تک سلولی (پرکاریوتی) یا پیچیده و چند سلولی (یوکاریوتی) باشند. نظریه سلولی ، یکی از مفاهیم بنیادی زیست شناسی، پیشنهاد می کند که همه موجودات زنده از سلول ها تشکیل شده اند، سلول واحد اساسی حیات است، و همه سلول ها از سلول های از قبل موجود می آیند.
فتوسنتز یک فرآیند ضروری در زیست شناسی گیاهان است که به گیاهان اجازه می دهد انرژی نور را به انرژی شیمیایی ذخیره شده در گلوکز، یک مولکول قند، تبدیل کنند. این فرآیند را می‌توان با معادله شیمیایی خلاصه کرد: \( 6CO_2 + 6H_2O + light \ energy \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \) این معادله نشان می‌دهد که دی اکسید کربن و آب در حضور نور به گلوکز تبدیل می‌شوند و اکسیژن.
علوم زمین که به عنوان علوم زمین نیز شناخته می شود، شامل رشته هایی مانند زمین شناسی، هواشناسی و اقیانوس شناسی است که بر درک ساختار زمین، جو و اقیانوس ها تمرکز دارد.
تکتونیک صفحه ای یک نظریه مرکزی در زمین شناسی است که حرکت در مقیاس بزرگ لیتوسفر زمین را توصیف می کند. این حرکت مسئول پدیده هایی مانند زلزله، کوه سازی و فوران های آتشفشانی است.
در هواشناسی، چرخه آب یک مفهوم کلیدی است که چگونگی حرکت آب در جو زمین، سطح و زیر زمین را توضیح می دهد. این چرخه شامل فرآیندهایی مانند تبخیر، تراکم، بارش و نفوذ است.
علوم محیطی یک رشته میان رشته ای است که علوم فیزیکی، بیولوژیکی و اطلاعاتی را برای مطالعه محیط زیست و راه حل های مشکلات زیست محیطی ترکیب می کند. این شامل درک چگونگی تأثیر انسان بر محیط زیست و نحوه مدیریت پایدار منابع طبیعی است.
آلودگی یک تمرکز قابل توجه در علم محیط زیست است، از جمله انواع آلودگی هوا، آب و خاک. هر نوع به روش های مختلف بر موجودات زنده و تعادل طبیعی اکوسیستم ها تأثیر می گذارد.
زیست شناسی حفاظت یکی دیگر از جنبه های مهم علم محیط زیست است که بر حفظ تنوع زیستی و حفاظت از گونه ها و زیستگاه های در معرض خطر تمرکز دارد.
ستاره شناسی علمی است که به مطالعه اجرام آسمانی (مانند ستارگان، سیارات، دنباله دارها و کهکشان ها) و پدیده هایی می پردازد که خارج از جو زمین سرچشمه می گیرند.
درک چرخه زندگی ستارگان جنبه اساسی نجوم است. ستارگان در طی میلیاردها سال تحت سلسله تغییراتی قرار می‌گیرند، از سحابی‌ها (ابرهای غول‌پیکر غبار و گاز) شروع می‌شوند تا به ستاره‌های دنباله اصلی تبدیل می‌شوند و در نهایت بسته به اولیه‌شان به چرخه زندگی خود به‌عنوان کوتوله‌های سفید، ستاره‌های نوترونی یا سیاه‌چاله پایان می‌دهند. جرم.
نظریه بیگ بنگ یک مفهوم محوری در کیهان شناسی است که منشا کیهان را توضیح می دهد. بر اساس این نظریه، جهان به عنوان یک نقطه بسیار داغ و متراکم تقریباً 13.8 میلیارد سال پیش آغاز شد و از آن زمان تاکنون در حال انبساط بوده است. شواهد این نظریه شامل تابش پس‌زمینه مایکروویو کیهانی و مشاهداتی است که کهکشانها در همه جهات از ما دور می‌شوند.
علوم طبیعی چارچوبی برای درک جهان و جایگاه ما در آن ارائه می دهد. از دنیای میکروسکوپی اتم ها و مولکول ها تا وسعت پدیده های کیهانی، علوم طبیعی اصول اساسی حاکم بر جهان طبیعی را کشف می کند. رشته های علوم طبیعی مانند فیزیک، شیمی، زیست شناسی، علوم زمین، علوم محیطی و نجوم به هم مرتبط هستند و تصویری جامع از جهان طبیعی ارائه می دهند. از طریق مطالعه علوم طبیعی، ما بینشی در مورد پیچیدگی های طبیعت و مسئولیت های خود در قبال حفظ آن برای نسل های آینده به دست می آوریم.
