Svar:
Bästa Lotta Fysikstuderande!

Växthuseffekten är den uppvärmning av jordytan som åstadkoms av jordens atmosfär. Effekten beror på att en del av den värme som strålar ut från jordytan värmer upp luften i atmosfären i stället för att stråla ut i rymden. Jorden blir därigenom varmare än den skulle ha varit om den hade saknat atmosfär. Växthuseffekten


Växhuseffekten orsakas av att synligt ljus från solen går nästan obehindrat igenom atmosfären och värmer upp jordytan. Eftersom jordytan är 15 grader C i medeltal strålar den i infrarött. Den infraröda strålningen absorberas till stor del av atmosfären i stället för att slippa ut i rymden, så vi får en uppvärmning. Figuren nedan från Greenhouse_effect illustrerar detta. De nedre panelerna visar att transmissionen av infraröd strålning är nära noll utom för några smala fönster.

Växthuseffekten är bra så länge den är lagom - utan växhuseffekten skulle jordens medeltemperatur vara -20 grader C! Det betyder att människan knappast funnits på jorden utan växthuseffekten.

Kvävet och syret i luften bidrar inte till växthuseffekten, det är framfår allt vattenånga, koldioxid och metan som gör det.

Det är ganska säkert att man kan mäta en höjning av medeltemperaturen på jorden, se fråga [15293]. Om höjningen är verklig kan det bero på vår påverkan, men det kan också ha naturliga orsaker. Typiskt svar från en vetenskapsman :-).

Några ovedersägliga fakta emellertid:

1. Vår förbränning av fossila bränslen ökar koldioxidhalten i atmosfären med över 1 ppm per år (nuvarande värde är c:a 410 ppm (2018, se Carbon_dioxide_in_Earth%27s_atmosphereCurrent_concentration))
   
2. Koldioxid är en effektiv växthusgas
   
3. Klimatsystemet är mycker komplext med flera osäkra parametrar som har positiv eller negativ återkoppling
   

Vår påverkan bör alltså öka temperaturen; det osäkra är med hur mycket. Svårigheten är att atmosfären är ett mycket komplicerat system som påverkas av många faktorer. En liten ökning skulle kunna orsaka en stor ökning om den sätter igång en uppvärmande process.

Vattenånga är, som sagt, en viktig växthusgas. Mer vattenånga i atmosfären skulle betyda högre medeltemperatur på jorden. Men mer vattenånga kan betyda mer molnighet och därmed lägre instrålning. Detta skulle betyda lägre temperatur. Man kan alltså tänka sig att vattenångan har en stabiliserande verkan på temperaturen. Detta enkla exempel illustrerar hur komplext problemet med det globala uppvärmningen i själva verket är.

För vidare studier: artikel om växthuseffekten i Nationalencyklopedin (växthuseffekten), Växthuseffekten från Svenska naturskyddsföreningen, Greenhouse_effect, Global_warming och nedanstående länkar.

Se även den trevliga videon från Lunds tekniska högskola:

/Peter E 2004-01-28

Svar:
Camilla! Den första frågan är egentligen biologi, men jag kan säga lite: Man vet inte exakt hur det gick till, men man vet att primitiva encelliga organismer uppkom ganska tidigt i jordens historia - nästan så snart förhållandena tillät, kanske för 3.8 miljarder år sedan. Sedan tog det mycket lång tid för mer komplexa flercelliga organismer att utvecklas. Se vidare de utmärkta artiklarna om liv och evolution. Se även Wikipedia (lite mer försiktighet här!) Livets_uppkomst och Abiogenesis.

Vad är liv?

Frågan kan tyckas trivial - alla kan skilja på levande och dött - men om man tänker efter är det inte så enkelt. Man brukar kräva sex egenskaper som tillsammans indikerar liv:

1. Organisation: Materialen i levande organismer uppvisar alltid något slag av ordning t.ex. molekylerna i levande celler är inte slumpmässigt utspridda i cellerna utan är ordnade i mönster för att åstadkomma cellstruktur.
   
2. Reproduktion: Enkla livsformer, såsom bakterier, förökar sig genom delning för att göra nästan exakta kopior av sig själva. Mer komplexa organismer förökar sig genom t.ex. sexuell reproduktion, i vilken avkomman får genetiskt material från två individer. Undantag finns: Virus är ett gränsfall eftersom det kräver en levande organisms celler som förmås göra kopior av viruset självt.
   
3. Tillväxt och utveckling: Levande organismer växer och utvecklas åtminstone delvis genom att ärva karaktärsdrag från föräldrarna.
   
4. Energiutnyttjande/material: Levande organismer behöver energi och material för att kunna skapa och vidmakthålla ordning, tillväxt och reproduktion. Detta kallas metabolism. (Entropiminskningen som ordning innebär kräver energi.)
   
5. Kommunikation med omgivningen: Alla levande organismer, både enkla och högtstående kommunicerar (ser, känner, luktar...) med omgivningen.
   
6. Evolution: Över tiden anpassar sig ursprungliga organismer i stor mångfald till nya organismer som är bättre anpassade till den miljö de lever i. I många fall går anpassningen så långt att det skapas helt nya arter (Darwins utvecklingslära).
   

Var kommer materian ifrån?

Väte och helium bildades från början i Big Bang. Alla tyngre grundämnen har bildats i stjärnor och spritts ut i rymden när stjärnorna exploderat. Sedan har molnen dragit sig samman och bildat nya stjärnor eventuellt med planetsystem. Se vidare grundämnen, bildandet av. Detta var enminutersversionen av universums utveckling :-).

Se även liv i universum.

Bilden nedan är en karikatyr av Darwin som apa från the Hornet magazine 1871 (se artikeln om evolution Evolution).

/Peter E 2004-05-27

Svar:
Det är samma sak med digital TV. Om du tittar på SVT1 digitalt i ett rum och analogt i ett annat, så ligger det digitala ljudet efter.

Nej, de elektriska signalerna för analogt ljud går inte snabbare än de för digitalt ljud. Fördröjningen beror på att elektroniken som förvandlar de digitala signalerna till ljud du kan höra (analogt ljud, apparaten kallas en digital-till-analogomvandlare) tar lite tid för att utföra den uppgiften. Det analoga ljudet kan däremot (via en förstärkare som ger liten fördröjning) direkt driva högtalaren. Så även om signalerna gått samma sträcka hör du det analoga ljudet tidigare.

Sedan kan vägen signalerna går variera: det digitala kanske tar en omväg via en geostationär satellit. En sådan tar c:a 0.3 sekunder. Ytterligare en effekt som kan fördröja signalen är om de går igenom t.ex. en DVD-spelare. Det kan ta lite tid för elektroniken i denna att sända ut signalen igen.

Du kan ibland märka en annan irriterande effekt: att kommentatorn ligger lite före bilden och kommenterar det du ännu inte sett (t.ex. att bollen gick i mål). Detta beror på att bilden gått via en eller flera geostationära satelliter som befinner sig på ett avstånd av c:a en tiondel av månens avstånd. Kommentatorljudet går ofta via telefonledningar som går längs jordytan. Ljudet har alltså betydligt kortare väg och kommer alltså fram före bilden. Detta borde "synkas" innan den sammansatta signalen sänds ut, men detta slarvar man ofta med.
/Peter E 2004-11-30

Svar:
Sarah! Om telefonen är helt avslagen (batteriet bortkopplat) kan den inte göra någonting, den är en död klump av metall och plast. Mobiltelefonen är emellertid en liten dator, så om bara processorn (telefonens hjärna) är på så kan den göra vad som helst som den är programmerad till. I viloläge kan den t.ex. fungera som en väckarklocka (jag antar att det är det du menar med larma) och ta emot samtal.

Om telefonen skall kunna ta emot samtal måste den hela tiden kommunicera med bas-stationer (operatörens fasta sändare/mottagare). Den måste i varje ögonblick veta vilken bas-station som ger bäst mottagning och operatörens system måste veta vilken bas-station som skall användas. Detta sker med kommunikation mella bas-station och telefonen, så även i detta läget sänds det ut lite strålning.

Alla bas-stationskontakter med påslagna telefoner loggas, och det är dessa loggar man i vissa fall kan använda som bevis i brottsfall.
/Peter E 2005-01-15

Svar:
Hej Linda! Jag tackar för du ger mig chansen att skriva om ett ämne som ligger väl utanför mitt kompetensområde, men som trots det (eller kanske just därför) intresserat mig länge. Rebecca Brudefors, Österåker ställde ett antal frågor om liknande ämnen. För er båda vill jag rekommendera att ni börjar med att läsa i Nationalencyklopedin och en modern biologibok. Biology Animation Library är också en mycket bra (men ganska avancerad) resurs med bland annat animeringar som förklarar olika metoder inom gentekniken. Den nya biologin är också användbar.

Fysiker kan naturligtvis förklara nästan allting ;-), men när det gäller genteknik är jag alltså amatör. Men lite synpunkter kan jag ha - helt och hållet mina privata sådana!

Vad är genteknik?

Genteknik (eller det negativa namnet genmanipulation) är en relativt ny teknik som innebär att man med tekniska, artificiella medel ändrar i arvsanlagen. Det kan vara från att få en gröda att tåla ogräsgiftet Roundup så man kan bli av med allt ogräs till att få fram en kalv med två huvuden. Arvsanlagen ligger i vad man kallar DNA. Bilden nedan visar en liten del av en DNA-dubbelspiral. Genteknik går till så att man byter ut en bit DNA mot en annan bit DNA, där den nya biten ger andra egenskaper. Hur man klipper och klistrar (transformation) på det här sättet och hur man vet vilka delar man skall byta ut (mappning) kan vi inte gå in på här, det finns mer information på BIONET, länk 2 under 'Hur händer det?'.

Med traditionella metoder (växtförädling/djuravel, se nedan) kan egenskaper bara överföras mellan samma art eller nära besläktade arter. I genetisk modifiering kan egenskaper överföras från en art till en helt annan, och till och med mellan växter och djur. Detta är tveklöst en orsak att genteknik och växtförädling/djuravel i allmänhet uppfattas så olika.

Växtförädling/djuravel och urval

är en sedan lång tid etablerad metod att få fram bättre skördar och mer lämpade djur. Det bygger på de naturliga förändringar (mutationer) som sker i arvsanlagen hela tiden hos alla organismer. Den utveckling som skett av livet under nästan 4 miljarder år från mycket enkla encelliga organismer till (som vi tycker själva kronan på verket) människan, har drivits fram av dessa naturliga mutationer och det naturliga urvalet.

Det naturliga urvalet var en teori som Charles Darwin efter mycket omfattande studier lade fram i sin bok On the Origin of Species (först publicerad 1859). Resten av boktiteln 'by Means of Natural Selection, or The Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life' beskriver teorin mycket väl: av de olika mutationer som kommer fram hela tiden kommer i medeltal de som är bäst lämpade för överlevnad och reproduktion att föröka sig. Man får alltså en långsam utveckling mot mer sofistikerade (i motsats till primitiva) och till omgivningen anpassade arter. Detta är Darwins evolutionsteori. Observera att Darwin inte kände till gener och DNA, så han kunde inte i detalj beskriva hur mutationer och arvet gick till.

Växtförädling/djuravel (traditionell sortförbättring) utnyttjar dessa naturliga mutationer, men människan hjälper naturen på traven genom att göra urvalet. Man väljer alltså t.ex. att låta säd med kort stam eller de största biffkorna föröka sig. Man kan även välja att korsa individer med olika egenskaper för att på så sätt få nya egenskaper - hundraser är ett exempel på detta. Detta artificiella (konstgjorda, i motsats till det naturliga) urval gör att man når resultat mycket snabbare - faktiskt bara efter några generationer. För att ytterligare snabba på processen kan man öka mutationsfrekvensen med hjälp av strålning eller kemikalier.

Kloning

Man kan till gentekniken även inkludera s.k. kloning, där man tar ut DNA-uppsättningen från en organism och sätter in den i ett växande ägg i en annan. Man får då (genetiskt i varje fall) en exakt kopia av urspungsorganismen. Kloning är, tycker jag, tveksam när det gäller högtstående djur och helt förkastligt när det gäller människor.

Kartläggning av gener

Man har nu lyckats kartlägga människans arvsmassa som består av c:a 3 miljarder bitar (molekyler, ACG och T, markerade med de fyra olika färgerna i figuren nedan). All information om detta 'Human Genome Project' finns under länk 1. Så här ser en liten slumpmässigt vald del ut:

CTTAAAAAATTTGTTTTATGCAGCTCAGCAAAGTATTTTTCCTATTAGTTGTGAAACAAATACATGTGTA

GTTAAAACTGGTTGAAATGACATACCTCATATCTCTGGTAAACCTGTACTATTCTCTAAACCTGTGTAAG

GAGATCACATTGAGAAATTACACATGTATCCTAACATTTTTTTTAAAGTCTTTTTGTGAGAACATTTTAT

TTATGGTATTCTCGGTGAAAGTCAGTCTTTTGTAGGGGTGAATAAGACTTTTGAAAATAACCTCCTCAAA

AAGCTACTAAGAACATATTGTTGACTAATTTAGATTATCCTGTTTGCAGTGGCAGATTATGATGATAGCC

CAGTGAGACTGACTTTGAAACTTGATTCAAACTGTCCCTAGGGATAATTCAGACCTTTCTGTAGTAAACA

TTTCTGGTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTGCTAAATCCTCTTTTTTTTCCTCCTATAAGTCCACTTG

Kartläggningen hyllades för några år sedan med en TV-sändning som en fantastisk prestation (som en månlandning) med president Clinton, Tony Blair från Storbritanien, men i själva verket var det bara relativt trivialt arbete att fastställa sekvenserna. En helt annan sak är att verkligen tyda koden och förstå vad olika sekvenser betyder i termer av egenskaper. Vi är mycket långt från detta ännu.

Vad som däremot har kommit fram genom studerandet av DNA-sekvenser är släktskapet mellan olika organismer. Med klassisk biologi kunde man genom att jämföra olika egenskaper (t.ex. antal tår) få fram ett släktträd som var rimligt väl etablerat. Med DNA-teknik har släktträdet blivit mycket säkrare (se t.ex. den mycket fascinerande boken The Ancestor's Tale av Richard Dawkins). Man använder för detta framför allt de 97% av arvsmassan som inte tycks ha någon uppgift. Denna del av DNA kallas "Junk-DNA", dvs skräp-DNA.

Är genteknik farlig eller skadlig på annat sätt?

Att äta genmanipulerad majs är antagligen inte farligt (vi vet egentligen inte vilka risker som är förknippade med genetisk modifiering av livsmedel), men om majsen sprutats med växtgifter kan det naturligtvis vara skadligt.

Man skulle kunna åstadkomma t.ex. en växt som själv producerar ett gift mot skadeinsekter. Att äta denna växt skulle kunna vara skadligt.

Om bonden i ett fattigt land inte får använda en del av skörden till nästa års utsäde utan att betala det multinationella bolaget en massa pengar han inte har (därför att generna är patenterade av bolaget) är naturligtvis helt förkastligt.

Det finns enligt min åsikt ett antal problem med gentekniken som gör att man kan behöva lagstifta.

• Oetisk förändring av egenskaperna hos djur och människor
  (här är boskapsrasen Belgian Blue ett exempel där även klassisk djuravel kan vara oetisk)
  
• Kloning av högre djur och människa
  
• Vågar vi ta risken att använda genetisk modifiering av livsmedel när vi ännu inte känner till långtidseffekterna?
  
• Patent på gener
  
• Framställning av skadliga organismer som t.ex. slår ut andra
  
• ....
  

Kärnfysiker har länge fått bära hundhuvudet för konstruktionen av kärnvapen, men vi har försvarat oss med att man kan inte stoppa ökad kunskap, och att ansvaret för att kärnvapen använts är politikernas.

Vi måste agera på samma sätt vad gäller genteknik: tillåt forskning som är etiskt försvarbar med förbjud oetiska och skadliga tillämpningar. Att förbjuda gentekniska tillämpningar är emellertid svårare än att hindra att kärnvapen används, eftersom det faktiskt är betydligt lättare (kräver mindre svåråtkomlig utrustning) att tillämpa genteknik än att bygga ett kärnvapen.



Ursäkta att det bitvis blev lite tekniskt för grundskolestadiet, men ni kan kanske ha svaret som en grund att fortsätta studier i detta utomordentligt intressanta ämne! Det är dessutom en ämne som lämpar sig mycket bra för diskussion om moraliska och etiska problem. Länk 2 ger en startpunkt.

/Peter E 2005-02-02

Svar:
Therese! Ja, vad är luktens hastighet? Ljudets hastighet är den hastighet med vilken tryckförändringar fortplantar sig i luft, se fråga 12639. Låt oss se vad resultatet blir om vi förklarar luktspridning med diffusion. Enligt Nationalencyklopedin är

diffusion: spontan materialtransport eller utbredning av ett ämne, orsakad av slumpvisa förändringar i egenrörelserna hos ämnets atomer eller molekyler (diffusion).

Ni har helt rätt i att diffusion beror av den fria medelväglängden och molekylernas medelhastighet.

Fria medelväglängden är bra utredd under länk 1 nedan. Där finns även en kalkylator. Värdet för normaltrycket 760 mmHg och 300 K är 0.92 mikrometer, dvs c:a 10000 gånger molekylens diameter (vi har approximerat molekyldiametern till 0.1 nm).

Molekylernas medelhastighet v (rms) kan fås ur

mv²/2 = 3kT/2 dvs

v = (3kT/m)^1/2

m är molekylens massa, T är absoluta temperaturen och k=1.380650510^-23 J K^-1 är Boltzmanns konstant, se Physical Reference Data. Vi behöver även en atomär massenhet u = 1.6605388610^-27 kg från samma källa.

För luft (molmassa 28.8) och temperatur 300 K blir medelhastigheten (rms, dvs medelvärdet av v²) ungefär 510 m/s med ovanstående formel.
Kalkylatorn under länk 1 ger naturligtvis samma värde för
v(rms), men det vi egentligen behöver är medelvärdet av v som blir 470 m/s.

Molekylerna transporteras med vad som brukar kallas "random walk". För denna ges den tillryggalagda sträckan d av

d = lN^1/2

där l är fria medelväglängden och N antal kollisioner, se länk 2. Den totala vägen molekylen färdas är

Nl = vt

där v är medelhastigheten och t tiden. Insättning i formeln för d ger då

d = l(vt/l)^1/2 = (vtl)^1/2

Vi ser alltså att den tillryggalagda sträckan inte som brukligt är proportionell mot tiden utan mot roten ur tiden. Sätter vi in ovanstående värden får vi

d = (470t0.9210^-6)^1/2

Ovanstående uttryck har plottats med MatLab, se nedan. Man behöver alltså vänta i mer än en halv timme för att den typiska molekylen skall ha kommit en meter bort! Medelhastigheten (högra panelen) är alltså nere i 0.2 mm/timme efter knappt en timme! Observera att diagrammen beskriver transporten av en medelmolekyl. De molekyler som har "tur" kommer fram betydligt snabbare. För en parfymmolekyl är säkert molmassan och diametern mycket större, vilket medför en ännu långsammare doftspridning!

Man kan då fråga sig varför kvinnor använder parfym när mannen endast kan attraheras när han i princip redan är infångad. Antingen kan kvinnor inte fysik - vilket inte är sant - eller så finns det en annan effekt än diffusion som sprider doften. Små vindpustar som orsakas av att något rör sig är mycket mer effektiva för att transportera dofter!

/Peter E 2005-02-03

Svar:
Erika! Om du bara blandar färgerna (alltså utan att det sker några kemiska reaktioner), så sker det inget alls på molekylnivå! Det som sker är att ögat uppfattar en blandning av blått och gult som grönt.

En färg-TV fungerar likadant: titta med ett förstoringsglas så ser du att skärmen består av små, tätt liggande punkter som är röda, gröna och blå. Den relativa styrkan hos varje grundfärg bestämmer färgen vi uppfattar.

Ljus-detektorerna i ögat är tappar och stavar. Stavarna är färgblinda men mycket känsliga, varför de är viktiga för mörkerseendet. Av tapparna finns det (hos icke-färgblinda) tre typer med olika våglängdskänslighet (rött, grönt och blått), se nedanstående figur. Observera att känslighetskurvorna för de olika grundfärgerna överlappar så att i de flesta våglängdsintervall har man känslighet för mer än en färg (våglängd).

Här kan du se vad som händer när man blandar färger: Color Addition Simulator. Se även länk 1.

/Peter E 2005-02-28

Svar:
Helene! Det enkla svaret är att det beror på elektronstrukturen hos kvicksilver. Detta är också det komplicerade svaret att det är framför allt de två 6s elektronerna som är skyldiga, se länkarna nedan. En annan indikation på att kvicksilver är annorlunda andra metaller är att det förekommer i gasform som enkla atomer (liksom ädelgaser), medan andra metaller förekommer som två-atomiga molekyler.

Nedanstående periodiska system från WebElements visar vilket tillstånd de olika grundämnena har vid olika temperaturer: blått - fast, grönt - flytande och rött - gasform.

/Peter E 2005-04-18

Svar:
Under de senaste dagarna har det kommit in en massa frågor som inte har det minsta med fysik att göra eller som är uppenbart omöjliga att svara på (se ovan :-)). Nationellt resurscentrum för fysik lägger en hel del pengar på att driva frågelådan eftersom vi tror att den fyller ett behov. Jag vill därför vädja till alla att innan ni ställer en fråga fundera på om frågelådan är det bästa sättet att hitta ett svar. Att sortera bort nonsensfrågor och frågor som ligger utanför fysik tar tid som bättre kunde användas att besvara riktiga frågor om fysik.

Mer om vilken typ av frågor vi kan besvara finns i instruktionerna (länk 1) och i några andra svar med nyckelordet frågelådan (nedan).

Jag är mycket medveten om att gränsdragningen mellan 'fysik' och 'inte fysik' inte är lätt, speciellt före gymnasiet och högskolan där man kan dra gränsen vid vad som ingår i fysikämnet.

Enligt Carl Nordlings artikel i Nationalencyklopedin är fysik ursprungligen benämningen på all naturvetenskap. När kemin, biologin och geovetenskaperna sedermera avskildes som separata vetenskaper blev fysiken den vetenskap som studerar materiens struktur på grundläggande nivå och dess uppträdande under skilda betingelser. Genom den nära relation som finns mellan materia och energi kan fysik också sägas vara läran om energin, dess olika former och omvandlingar från en form till en annan. Härigenom inbegrips i fysiken även strålningsfenomenen, både partikelstrålning och elektromagnetisk strålning. Slutligen kan fysiken sägas vara den vetenskap som studerar de krafter och kraftfält som förmedlar sambandet mellan materia och energi.

Man skulle alltså kunna säga att fysik är all kunskap om naturen utom den som hänföres till en annan naturvetenskap. Atomer, atomkärnor och elementarpartiklar är alltså fysik, medan ansamlingar av atomer kan vara kemi (molekyler), biokemi (stora molekyler som bygger upp liv), biologi (katter och äppelträd), geofysik (jorden) eller astronomi (planeter, stjärnor). Vad alla dessa vetenskaper har gemensamt är dels att de använder sig av vad vi kallar vetenskaplig metod, och dels att de bygger på grunden av kunskap om energi, materia och krafter, dvs fysik. Fysikens fundamentala betydelse för andra vetenskaper visas även i nya naturvetenskapliga forskningsämnen: biofysik, fysikalisk kemi, kemisk fysik, geofysik, astrofysik, etc.

Engelska Wikipedia har en mycket innehållsrik och bra artikel om fysik: Physics. Motsvarande svenska artikel Fysik är lite mindre omfattande men bra.

Detta är alltså anledningen till att katten har morrhår :-).

I själva verket är morrhåren nyttiga för katten som mycket känsliga sensorer. Många djur som har morrhår är ju nattaktiva. Se vidare Vibrissa. Bilden nedan är från Wikimedia Commons.

/Peter E 2005-09-21

Svar:
Anna och även Tanja som ställt en liknande fråga!

Att definiera fysik är inte lätt - definitionen beror på sammanhanget. Om man t.ex. menar skolämnet fysik så är det emellertid lätt: fysik är det som ingår i kursplanen för fysikämnet. Om man menar forskningsämnet fysik är det de områden man forskar om på fysiska institutioner vid universiteten. Den preliminära kursplanen för fysik i det nya gymnasiet GY-07 inleds med följande tre stycken:

Ämnet Fysik syftar till fördjupad förståelse för hur fenomen i den egna vardagen och i universum kan förklaras med fysikaliska modeller. Ämnet Fysik syftar också till ett vidgat naturvetenskapligt perspektiv och en modern naturvetenskaplig världsbild. Utbildningen syftar till att öka intresset för ämnet och för fortsatta studier i fysik, matematik, andra naturvetenskapliga ämnen och teknik.

Fysikämnet omfattar allt ifrån det allra minsta, mikrokosmos, till det allra största, makrokosmos. Utbildningen i ämnet syftar till att ge eleven en inblick i olika områden inom fysiken samt dess olika tillämpningar inom vardag, samhälle, industri och forskning.

I all naturvetenskap sker utveckling i samspel mellan experiment och teori. Teorier och modeller är mänskliga tankekonstruktioner som ständigt utvecklas och påverkar människans världsbild. Utbildningen i Fysik syftar därför till ökad kunskap om fysikens arbetsmetoder samt om hur fysikens kunskapsområden utvecklas i samspelet mellan fysik, andra naturvetenskapliga ämnen och matematik.

En alternativ definition är: fysik är den vetenskap som beskriver materia, energi och krafter. Då fysiken är en vetenskap tillämpas den vetenskapliga metoden (se vetenskaplig metod), med uppställande av hypoteser som antingen förkastas eller antas på grundval av experiment och observationer.

Man skiljer även på klassisk fysik (allt före 1900, t.ex. mekanik, elektromagnetism) och modern fysik (t.ex. relativitetsteori, kvantmekanik, elementarpartikelfysik). Sedan har man även grundläggande fysik (forskning inom fysik som motiveras av vår vilja att förstå naturen) och tillämpad fysik (tekniska, medicinska, mm tillämpningar av fysik).

Eftersom modern fysik omfattar vetande från i stort sett hela 1900-talet, kan det vara på sin plats att använda begreppet nutida fysik som skulle innefatta partikelfysik (standardmodellen), kosmologi (big bang), plasmafysik och fusion (fusion) och kärnfysik, se länk 1 för detaljer om Contemporary Physics Education Project (CPEP).

Historiskt var det så att fysik var all naturvetenskap. Efter hand som kunskapen ökade, hade man behov av specialisering. Efter hand frigjordes biologi, geologi, kemi, m.fl. och blev egna ämnen. Vad din lärare antagligen menar är att t.ex. biologin bestäms helt och hållet av arvet genom DNA-molekylen. De lagar som styr DNAs egenskaper är fysik (kvantmekanik). DNA-molekylernas egenskaper är emellertid så komplicerade att vi inte kommer särskilt långt i förståelsen med kvantmekanik. Man måsta använda andra metoder för att komma framåt, och då är det praktiskt att ge ämnet en egen beteckning.

Historiskt har biologin utvecklats helt oberoende av fysiken: man studerade och klassificerade organismer (Linné, 1700-talet), och efter hand förstod man arv och utveckling (Mendel, Darwin, 1800-talet) och DNA upptäcktes (Watson, Crick, Wilkins och Rosalind Franklin, 1950-talet, se länk 2). Det var egentligen först då kopplingen till fysik återuppstod i form av t.ex. biofysik. Se vidare fråga [13720].

Även det vi i dag kallar fysik har delats upp i separata ämnen: i början av 1900-talet kallades allt som hade att göra med atomer för atomfysik. Efter hand som kunskaperna ökade frigjordes kärnfysik (som beskrev atomkärnan, atomfysik beskrev bara elektronerna kring kärnan). Efter 1950 frigjordes sedan elementarpartikelfysiken från kärnfysik och blev ett eget ämne som behandlar elementarpartiklar och deras växelverkningar.

För att visa hur krånglig och godtycklig uppdelningen är kan jag säga att delar av kärnfysik i USA klassificeras som kemi (Nuclear Chemistry).

Mer om vad fysik är och vad det är bra för finns under nedanstående länkar och här: fysik, nytta med. Jag beklagar om svaret inte är lätt att förstå, det går nog tyvärr inte att förklara det enklare.

Texten på tröjan nedan antyder att fysiken är den ultimata vetenskapen :-).

/Peter E 2005-11-06