אַפּליקאַציעס פון פיזיק אין פאָרענסישער וויסנשאַפֿט
פאָרענזישע וויסנשאַפֿט איז אַ פֿעלד וואָס קאָמבינירט וויסנשאַפֿט און געזעץ צו אַנטדעקן די פֿאַקטן הינטער אַ געשעעניש, ספּעציעל אַ פֿאַרברעכן. צווישן די פֿאַרשידענע צווייגן פֿון וויסנשאַפֿט וואָס שפּילן אַ באַדײַטנדיקע ראָלע, האַלט פֿיזיק אַ וויכטיקע פּאָזיציע ווײַל עס גיט אַ קוואַנטיטאַטיווע ראַם פֿאַר אָביעקטיוו מעסטן, מאָדעלירן און רעקאָנסטרויִרן געשעענישן. פֿון בלוטפֿלעק מוסטער אַנאַליז ביז פֿאַרקער אַקסידענט רעקאָנסטרוקציע, העלפֿט פֿיזיק אויספֿאָרשער ענטפֿערן שליסל פֿראַגעס: וואָס איז געשען, ווי עס איז געשען, ווען עס איז געשען, און פֿון וואַנען עס האָט זיך אָנגעהויבן. דער אַרטיקל דיסקוטירט די פֿאַרשידענע אַפּליקאַציעס פֿון פֿיזיק אין פֿאָרענזישע וויסנשאַפֿט און ווי אירע פּרינציפּן ווערן געווענדט אין פּראַקטיק.
1. מעכאניק: קאליזיע און באוועגונג רעקאנסטרוקציע
דער צווייג פון פיזיק וואָס מען טרעפט זיך אָפטסט אין פאָרענסישע פאַלן איז קלאַסישע מעכאַניק - ספּעציעל קינעמאַטיק (באַוועגונג) און דינאַמיק (קראַפט). אין דער רעקאָנסטרוקציע פון פאָרמיטל-אַקסידענטן, אַנאַליזירן די אויספאָרשער די ברעיקינג שפּורן, די דעפאָרמאַציע פון פאָרמיטל-קערפּער, די לעצטע פּאָזיציע פון פאָרמיטל, און די וועג-באַדינגונגען צו אָפּשאַצן די גיכקייט איידערן צוזאַמענשטויס. קאָנצעפּטן ווי ניוטאָנס געזעצן, קאָנסערוואַציע פון מאָמענטום, און קינעטישע ענערגיע ווערן גענוצט צו מאַכן פאַרלעסלעכע שאַצונגען.
למשל, אויב עס זענען דא ברעיקינג טרעקס פון א געוויסער לענג, קענען אויספארשער אפשאצן די אנפאנגס-געשווינדיקייט דורך באטראכטן דעם קאעפיציענט פון רייבונג צווישן די רעדער און די וועג-איבערפלאך. דערצו, אין א צוויי-פארמיטל קאליזיע, העלפט מאמענטום קאנסערוואציע אפשאצן די ריכטונג און מאס פון יעדן פארמיטל'ס געשווינדיקייט פארן אימפאקט. כאטש די רעזולטאטן זענען אפט אנדערש (צוליב דאטן אומזיכערהייט), ערלויבט די מעטאד א מער שטארקע רעקאנסטרוקציע ווי עדות אליין.
מעכאניק ווערט אויך גענוצט צו אנאליזירן פראיעקטיל טראיעקטאריעס און פאלנדיקע אביעקטן. אין פאל פון א מענטש וואס פאלט פון א הייך, למשל, קענען אויספארשער אפשאצן צי די קערפער פאזיציע און דיסטאנץ פון דעם פונקט פון אימפאקט זענען קאנסיסטענט מיט א פאל וואס רעזולטירט פון אן אומגליק, א שטופּ, אדער א שפרונג. וועריאַבלען ווי הייך, צייט פון פאל, און האריזאנטאלע דיסטאנץ זענען פארבונדן דורך די פאראבאלישע גלייכונג פון באוועגונג.
2. באַליסטיק: די פיזיק פון קוילן און פייעראַרמס
פאָרענזישע באַליסטיקס ניצט פיזיק צו פֿאַרשטיין דאָס נאַטור פֿון אַ קויל פֿון דעם מאָמענט וואָס זי ווערט געשאָסן ביז זי טרעפֿט אַ ציל. עס זענען דאָ דריי הויפּט סטאַגעס: אינעווייניקסטע באַליסטיקס (אינעווייניק אין דער לויף), אויסערלעכע באַליסטיקס (טראַיעקטאָריע אין דער לופֿט), און טערמינאַלע באַליסטיקס (אינטעראַקציע מיטן ציל). פיזיק דערקלערט ווי גאַז דרוק שטופּט די קויל, ווי לופֿט קעגנשטאַנד אַפֿעקטירט איר גיכקייט, און ווי ענערגיע און מאָמענטום באַשטימען דורכדרינגונג ראַטעס.
אין שיסעריי אויספארשונגען, שאצן אויספארשער אפט די שיס-דיסטאנץ באזירט אויף רויך-מוסטערן, שאס-איבערבלייבענישן, אדער די פארעם פון דער אריינגאנג וואונד. טראדזשעקטאריע אנאליז ווערט אויך גענוצט צו באשטימען די פאזיציעס פון דעם שיסער און דעם קרבן. למשל, די ריכטונג פון דער קויל קען ווערן געשאצט פון א קויל-לאך אין א וואנט, גלאז, אדער אן אנדער אביעקט, און דערנאך קען א טראדזשעקטאריע ווערן געפלאנט צו שאצן די לאקאציע פון דעם אנהייב.
דערצו, די אנאליז פון קויל דעפארמאציע און אירע פראגמענטן איז ענג פארבונדן מיט די קאנצעפטן פון ענערגיע, עלאסטיסיטי, און מאטעריאלן. קוילן וואס טרעפן שווערע פלאכן קענען ריקאשעטן אדער פראגמענטירן, און די אייגנשאפטן העלפן אידענטיפיצירן דעם טיפ אמוניציע אדער די שיס באדינגונגען.
3. אָפּטיק: סקענען, בילדגעבונג, און עווידענס אַנאַליז
אָפּטיק האט ברייטע אַפּליקאַציעס אין פאָרענסיק ווייל אַ סך באַווייזן זענען נישט קענטיק מיטן נאַקעטן אויג. בילדגעבונג טעכניקן וואָס נוצן קענטיק, אולטראַוויאָלעט (UV), און אינפֿראַרעד (IR) ליכט קענען אַנטפּלעקן פֿלעקן, אויסגעמעקט שריפֿט, אָדער פֿאַרבאָרגענע מוסטערן. למשל, UV ווערט אָפֿט געניצט צו אַנטפּלעקן געוויסע ביאָלאָגישע פֿליסיקייטן, בשעת IR איז עפֿעקטיוו פֿאַר לייענען טעקסט אויף דאָקומענטן וואָס זענען באַדעקט געוואָרן מיט אַנדערע טינטן.
מיקראָסקאָפּיע — אויך באַזירט אויף אָפּטישע פּרינציפּן — ווערט גענוצט צו אַנאַליזירן טעקסטיל פֿאַזערס, האָר, צעבראָכן גלאָז און אַנדערע קליינע פּאַרטיקלען. ניצנדיק ספּעציפֿישע פֿאַרגרעסערונג און לייטינג טעקניקס, קענען אויספֿאָרשער פֿאַרגלייַכן מוסטערן, סטרוקטורן און כאַראַקטעריסטיקס פֿון מאַטעריאַלן וואָס פֿאַרשטאַרקן די פֿאַרבינדונג צווישן פֿאַרדעכטיקטע, קרבנות און פֿאַרברעכן סצענעס.
דאס פעלד פון אפּטיקס נעמט אויך ארום פאָרענסישע פאָטאָגראַמעטריע, די נוצן פון פאָטאָגראַפֿיעס אדער ווידעאָס צו מעסטן די דיסטאַנץ און גרייס פון אָביעקטן. אין דער תקופה פון CCTV און סעלפאָונז, העלפט פאָטאָגראַמעטריע באַשטימען אַ מענטש'ס הייך, פאָרמיטל גיכקייט, און אפילו די פּאָזיציע פון אָביעקטן אין אַ פאַרברעכן סצענע דורך נוצן פּערספּעקטיוו און וואָג קאַליבראַציע.
4. אַקוסטיק: קלאַנג אַנאַליז און רעקאָרדינג
די פיזיק פון קלאַנג (אַקוסטיק) שפּילט אַ ראָלע אין דער אַנאַליז פון אַודיאָ רעקאָרדירונגען, למשל, אין אויספאָרשן טעלעפאָן דרשות, רעקאָרדירטע שמועסן, אָדער אַודיאָ באַווייַזן פון פאַרברעכן סצענעס. פרעקווענץ ספּעקטרום אַנאַליז קען העלפֿן ידענטיפיצירן קלאַנג קוואלן, אונטערשיידן צווישן מענטשלעכע שטימען און ראַש, און אָפּשאַצן מעגלעכע רעקאָרדינג מאַניפּולאַציע.
אין פאַל פון שיסעריי, קען מען אויך נוצן אַקוסטיק צו אָפּשאַצן די דיסטאַנץ און אָרט פון אַ שאָס באַזירט אויף די אָנקומען צייטן פון דעם קלאַנג פון דער עקספּלאָזיע ביי קייפל מיקראָפאָנען (למשל, אין געוויסע סענסאָר סיסטעמען). דער פּרינציפּ איז ענלעך צו קלאַנג מקור לאָקאַליזאַציע: דער חילוק אין אָנקומען צייטן פון דעם קלאַנג ביי קייפל פונקטן ווערט גענוצט צו אָפּשאַצן די מקור'ס אָרט.
5. טערמאדינאמיק און היץ איבערפיר: שאצן צייט פון טויט
איינע פון די וויכטיגסטע פאָרענסישע אויפגאַבן איז צו אָפּשאַצן די צייט פון טויט (פּאָסט-מאָרטעם אינטערוואַל). טערמאָדינאַמיק און דער באַגריף פון היץ אַריבערפירן העלפֿן אין שאַצונג מעטאָדן באַזירט אויף דעם אַראָפּגאַנג אין גוף טעמפּעראַטור (אַלגאָר מאָרטיס). אַ מענטשלעכער גוף וואָס פּראָדוצירט מער נישט היץ וועט טענד צו אַדאַפּטירן צו דער אַמביאַנט טעמפּעראַטור דורך קאַנדאַקשאַן, קאָנוועקשאַן און ראַדיאַציע.
אבער, די שאצונג איז נישט פשוט ווייל זי ווערט באאיינפלוסט דורך אסאך פאקטארן: אומגעבונג טעמפעראטור, קליידונג, קערפער מאסע, הומידיטי, לופט שטראם, און די אייבערפלאך אויף וואס דער קערפער געפינט זיך. דעריבער, נוצן אויספארשער טיפיש מאדעלן וואס קאמבינירן אומגעבונג דאטן און טעמפעראטור מעסטונגען אין פארשידענע קערפער ערטער. פיזיק העלפט מאכן די מאדעלן מער סיסטעמאטיש, כאטש זיי דארפן נאך אלץ ווערן אינטעגרירט מיט אנדערע מעדיצינישע געפינסן.
6. מאַטעריאַלן און מעכאַניק פון מאַטעריאַלן: צעבראָכענע גלאָז, פאַרב, און געצייַג שפּורן
מאַטעריאַל פיזיק העלפֿט ענטפֿערן פֿראַגעס ווי: פֿון וואַנען קומען די גלאָז פֿראַגמענטן? צי ברעכט זיך דאָס גלאָז פֿון אינעווייניק אָדער פֿון דרויסן? גלאָז בראָך אַנאַליז ניצט די קאָנצעפּטן פֿון דרוק, שפּאַנונג און בראָך מוסטערן. למשל, ראַדיאַלע און קאָנצענטרישע ריסן אין גלאָז קענען געבן רמזים וועגן דער ריכטונג פֿון קראַפֿט און די סיקוואַנס פֿון אימפּאַקטן.
אין "היט-און-ראן" פעלער, קען מען אנאליזירן פארב שפאנען פון אויטא פארב לויט זייערע שיכטן, קאמפאזיציע, און רעפלעקטיווע אייגנשאפטן. כאטש כעמיע דאמינירט אפט די קאמפאזיציע, שפילט פיזיק א ראלע אין אנאליזירן די שיכט סטרוקטור, אפטישע אייגנשאפטן, און אימפאקט דעפארמאציע מעכאניק.
געצייג מאַרקס קענען אויך אַנאַליזירט ווערן מיט אַ פיזישן צוגאַנג. ווען אַ שרויפנציהער אָדער קראָובאַר ווערט גענוצט צו דורכקוקן, לאָזט די ייבערפלאַך אַ קראַץ מוסטער וואָס שפּיגלט אָפּ די געאָמעטריע פון געצייג און די אַפּליצירטע קראַפט. ניצנדיק אַ מיקראָסקאָפּ און 3D בילדער, פאַרגלייַכן די פאָרשער די מוסטערן צו אָפּשאַצן זייער פּאַסיקייט.
7. ראַדיאַציע און נוקלעאַרע אינזשעניריע: דעטעקציע און אידענטיפֿיקאַציע
אין געוויסע פעלער ווערט ראַדיאַציע דעטעקציע באַטייַטיק, למשל אין דעם שמוגלען פון ראַדיאָאַקטיווע מאַטעריאַלן אָדער די אויספאָרשונג פון ראַדיאַציע ויסשטעל. נוקלעאַר פיזיק פּרינציפּן ווערן גענוצט צו מעסטן דעם טיפּ ראַדיאַציע (אַלפאַ, ביתא, גאַמאַ), איר אינטענסיטעט און איר מקור. אינסטרומענטן ווי גייגער-מילער דעטעקטאָרן אָדער גאַמאַ ספּעקטראָמעטערס העלפֿן ידענטיפיצירן ספּעציפֿישע איזאָטאָפּן.
רענטגן בילדגעבונג טעכניקן ווערן אויך גענוצט אין פאָרענסיק, למשל, צו זען פרעמדע אביעקטן אין דעם קערפער, אנאליזירן ביינער, אדער אויספארשן פּעקלעך אָן זיי צו עפענען. דאָס איז קריטיש פֿאַר זיכערהייט און אויפהאלטן די אָרנטלעכקייט פון באַווייזן.
8. סיגנאַל פּראַסעסינג און קאַמפּיוטינג: דיגיטאַלע עווידענס און פאָרענסישע ווידעא
כאָטש אָפט באַצייכנט ווי אינפאָרמאַטיק, פילע סיגנאַל פּראַסעסינג טעקניקס זענען איינגעוואָרצלט אין פיזיק און מאַטעמאַטיק. פאָרענזישע ווידעא אַנאַליז ינוואַלווז בילד פֿאַרבעסערונג, סטאַביליזאַציע, ראַש רעדוקציע, און באַוועגונג עסטימאַציע. אַלע דעם העלפּס צו פילטער אויס פריער נישט קלאָר אינפֿאָרמאַציע, אַזאַ ווי די פארברעכער ס פּנים, לייסאַנס פּלאַטע נומער, אָדער באַוועגונג דעטאַילס.
דערצו, אנאליזירן דעם "ראָולינג שאַטער" אויף סעלפאָון קאַמעראַס אָדער CCTV קאַמעראַס קען העלפֿן מעסטן ספּעציפֿישע ליכט פרעקווענצן, אפילו אין עטלעכע פֿאַלן אָפּשאַצן די צייט פֿון אַ געשעעניש באַזירט אויף ליכט פֿליקער אָדער עלעקטרישע נעץ קעראַקטעריסטיקס. דאָס דעמאָנסטרירט ווי ענג מאָדערנע טעכנאָלאָגיע איז פֿאַרבונדן מיט די קאָנצעפּטן פֿון כוואַליע און סיגנאַל פֿיזיק.
קעסימפּולאַן
פיזיק אין פאָרענסישער וויסנשאַפֿט דינט ווי אַ "וועריפֿיקאַטאָר פֿון אמת," וואָס העלפֿט טראַנספֿאָרמירן באַווײַזן אין סטרוקטורירטע, טעסטבאַרע אינפֿאָרמאַציע. מיט מעכאַניק קענען אויספֿאָרשער רעקאָנסטרויִרן אומגליקן און באַוועגונגען; מיט באַליסטיק אָפּשאַצן זיי די טראַיעקטאָריע און עפֿעקטן פֿון שאָסן; מיט אָפּטיק און אַקוסטיק אַנטדעקן זיי באַווײַזן באַהאַלטן אין ליכט און קלאַנג; מיט טערמאָדינאַמיק אָפּשאַצן זיי די צײַט פֿון טויט; מיט מאַטעריאַל פֿיזיק אינטערפּרעטירן זיי בראָכן און שפּורן; און מיט ראַדיאַציע און קאָמפּיוטינג פֿאַרברייטערן זיי דעטעקציע מעגלעכקייטן צו אומגעזעענע לעוועלס.
לעצטendlich, שטייט פיזיק נישט אליין. עס ארבעט צוזאמען מיט ביאלאגיע, כעמיע, פארענסישע מעדיצין, און געזעץ. אבער אירע ביישטייערונגען זענען באזונדער: קוואנטיטאטיווע פּרעציזיע, טעסטבארע מאָדעלן, און א נאטירלעכע געזעץ-באזירטער צוגאנג. אין דער וועלט פון פארענסיק, וואס פארלאנגט פּינקטלעכקייט און אביעקטיוויטעט, איז פיזיק א קריטישע יסוד פארן אויפהאלטן גערעכטיקייט.
