Sedert antieke tye het mense die gedrag van materie probeer verstaan: hoekom voorwerpe wat nie ondersteun word nie grond toe val, hoekom verskillendemateriale verskillende eienskappe het ensovoorts. Die aard van dieheelal was ook 'n raaisel, soos die vorm van dieAarde en die gedrag van hemelliggame soos dieSon en dieMaan. Verskeie teorieë is voorgestel waarvan die meeste verkeerd was. Hierdie teorieë was grootliksfilosofies gegrond en is nooit bevestig deur sistematies eksperimentele toetsing soos wat vandag gewild is nie. Daar was uitsonderings: dieGriekse denkerArchimedes het byvoorbeeld baie kwantitatiewe beskrywings vanmeganika enhidrostatika korrek afgelei.
In die vroeë17de eeu wasGalileo 'n baanbreker in die gebruik van eksperimente om fisikateorieë te bevestig. Hy het verskeiedinamikateorieë suksesvol geformuleer en getoets, in besonder die wet vantraagheid. In1687 hetNewton diePrincipia Mathematica gepubliseer waarin hy twee omvattende en suksesvolle teorieë uiteensit: Newton se bewegingswette, waaruit die klassieke meganika voortspruit, en Newton se swaartekragwet, wat die fundamentele wisselwerking beskryf. Albei teorieë is in eksperimente bewys. DiePrincipia het ook verskeie teorieë oor vloeidinamika ingesluit. Klassieke meganika is uitvoerig uitgebrei deurLagrange,Hamilton en ander wat nuwe formulerings, beginsels en resultate bedink het. Die swaartekragwet het die veld vanastrofisika, wat diesterrekundige verskynsels deur middel van fisiese teorieë beskryf, begin.
Van die18de eeu af istermodinamika deurBoyle,Young en vele ander ontwikkel. In1733 hetBernoulli statistiese argumente tesame met klassieke meganika gebruik om termodinamiese resultate af te lei en het sodoende die vakgebied van statistiese meganika begin. In1798 hetThompson die omsetting van meganiese werking na warmte gedemonstreer en in1847 hetJoule die wet oor die behoud vanenergie (in die vorm van warmte asook meganiese energie) geformuleer.
Die gedrag vanelektrisiteit enmagnetisme is deurFaraday,Ohm,Ampère en ander bestudeer. In1855 hetMaxwell die twee verskynsels verenig in 'n enkele teorie vanelektromagnetisme soos beskryf deurMaxwell se vergelykings. 'n Voorspelling van die teorie was datlig 'nelektromagnetiese golf is.
In1895 hetRöntgenX-strale ontdek wat later geblyk het 'n hoëfrekwensie elektromagnetiese straling te wees.Radio-aktiwiteit is in1896 deurHenri Becquerel ontdek en verder deurMarie Curie,Pierre Curie en ander bestudeer. Dit het die vakgebied van kernfisika ingelui.
In1897 hetThomson dieelektron, die elementêre deeltjie wat elektriese stroom in stroombane dra, ontdek. In1904 het hy die eerste model van dieatoom voorgestel.
In1905 hetAlbert Einstein die teorie vanspesiale relatiwiteit geformuleer wat ruimte en tyd tot 'n enkele entiteit,ruimtetyd, saamgesnoer het. Relatiwiteit skryf 'n ander omskakeling tussen verwysingsraamwerke voor as die klassieke meganika; dit het die ontwikkelling van relatiwistiese meganika as vervanging vir klassieke meganika genoodsaak.
In die bestek van (relatief) lae snelhede stem die twee teorieë ooreen. In1915 het Einstein spesiale relatiwiteit uitgebrei om swaartekrag met diealgemene relatiwiteitsteorie te verduidelik wat Newton se swaartekragwet vervang. In die bestek van lae massas en energieë stem die teorieë ooreen.
In1911 hetRutherford uit verstrooiingseksperimente afgelei dat daar in atome 'n kompakte kern met positief gelaaide boustene genaamdprotone bestaan.Neutrone, die neutrale boustene van die kern, is in1932 deurChadwick ontdek.
Aan die begin van 1900 hetPlanck, Einstein,Bohr en anderkwantumteorieë ontwikkel om verskeie afwykings in eksperimentele resultate te verduidelik deur die bekendstelling van diskrete energievlakke.
In1925 hetHeisenberg enSchrödinger en in 1926Dirackwantummeganika geformuleer wat die voorafgaande kwantumteorieë verduidelik het. In kwantummeganika is die resultaat van fisiese metings inherent waarskynlikheidsgebonde; die teorie beskryf die berekening van hierdie waarskynlikhede. Dit beskryf ook die gedrag van materie vir klein afstandskale.
Kwantummeganika het ook die teoretiese gereedskap verskaf vir gekondenseerdematerie-fisika, wat die gedrag van vaste- en vloeistowwe bestudeer, insluitende verskynsels sooskristalstrukture,halfgeleiding ensupergeleiding. Die baanbrekers op die gebied van gekondenseerdematerie-fisika sluitBloch in wat die kwantummeganiese beskrywing van die gedrag van elektrone in kristalstrukture in1928 geformuleer het.
In dieTweede Wêreldoorlog is navorsing deur albei strydende partye gedoen oor kernfisika met die doel om 'natoombom te maak. Die Duitse poging, deur Heisenberg gelei, het nie geslaag nie, maar die Geallieerdes seManhattan-projek het die doelwit bereik. In 1942 hetFermi in Amerika die eerste mensgemaakte kernkettingreaksie veroorsaak, en in 1945 is die wêreld seeerste atoombom ontplof naby Alamogordo,Nieu-Meksiko.
Die kwantumveldteorie is geformuleer om kwantummeganika uit te brei sodat dit kan aanpas by spesiale relatiwiteit. Dit het sy moderne vorm bereik in die laat 1940's met werk wat deurFeynman,Schwinger,Tomonaga, enDyson gedoen is. Hulle het die kwantumelektrodinamika-teorie geformuleer wat elektromagnetiese interaksie beskryf.
Die kwantumveldteorie het die raamwerk daargestel vir moderne deeltjiefisika, waarin diebasiese natuurkragte en elementêre deeltjies bestudeer word. In1954 hetYang enMills 'n klasyktoerieë ontwikkel wat die raamwerk vir dieStandaardmodel daargestel het. Die Standaardmodel, wat in1970 voltooi is, beskryf amper al die elementêre deeltjies wat nog waargeneem is suksesvol. Op14 Maart2013 is die bestaan van die Higgsboson tentatief deur dieEuropese Organisasie vir Kernnavorsing (CERN) bevestig nadat dit waarskynlik die vorige jaar ontdek is.
DieVerenigde Nasies het die jaar 2005 tot die Wêreld se Fisikajaar verklaar.[1]
Met ingang van 2004 gaan navorsing in fisika op 'n wye front voort. In gekondenseerdematerie-fisika is die grootste teoretiese vraagstuk die verduideliking van hoëtemperatuur-supergeleiding. Groot pogings, hoofsaaklik eksperimenteel, word aangewend om werkbarespintronika enkwantumrekenaars te maak.
In deeltjiefisika is die eerste bewysstukke gevind dat daar verskynsels is wat nie net deur die Standaardmodel verduidelik kan word nie. Die belangrikste hiervan is aanduidings datneutrino's 'nmassa van groter as nul het. Dit lyk of hierdie eksperimentele resultate 'n ou vraagstuk oor die Son oplos. Die fisika van neutrino's met massa is tans 'n gebied waarop aktiewe teoretiese en eksperimentele navorsing gedoen word.
Teoretiese pogings wat al ’n halwe eeu duur om kwantummeganika en algemene relatiwiteit te verenig in 'n enkele teorie van kwantumswaartekrag, het nog geen vrugte afgewerp nie. Die belangrikste kandidate vir ’nteorie van alles is tans dieM-teorie.
Baie sterrekundige verskynsels moet nog verklaar word, insluitende die bestaan van ultrahoë-energie kosmiese straling en die afwykende rotasietempo van sterrestelsels. Teorieë wat voorgestel is om hierdie probleme op te los sluit in dubbele spesiale relatiwiteit, aangepaste Newton-dinamika, en die bestaan vandonker materie. Verder is baie van die kosmologiese voorspellings van die laaste paar dekades weerlê deur bewyse dat die uitdying van die heelal besig is om te versnel.
In hul haas om hoë-energie-, kwantum- en sterrekundige fisikaprobleme op te los is alledaagse fisika agterweë gelaat. Ingewikkelde probleme wat lyk of hulle deur die slim toepassing van dinamika en meganika opgelos kan word, bly steeds grootliks onopgelos.
