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물리학(physics)이라는 말은 그리스어의 자연을 뜻하는 ‘Physics’에서 유래했다. 아리스토텔레스(B.C. 384~322)가 쓴 여덟 권의 ‘Physics’에는 운동과 운동의 원인에 대한 자세한 설명이 포함되어 있다. 이 고대 그리스의 책 제목은 자연 철학(Natural Philosophy) 또는 자연에 대한 책으로 번역할 수 있다. 그런 이유로 자연에 대해 연구하는 사람들을 ‘자연 철학자’라고 불렀다. 그들은 철학 교육을 받은 사람들로 스스로를 철학자라고 생각했다.

물리학이라는 이름의 현대 교과서가 출판된 것은 1732년이었다. 그러나 1800년대가 되어서야 물리학을 연구하는 사람들을 물리학자(physicist)라고 부르게 되었다. 19세기와 20세기 그리고 21세기에는 물리학이 매우 폭넓은 분야를 다루는 중요한 학문이 되었다. 물리학 분야가 넓어짐에 따라 오늘날의 물리학자들은 다양한 물리학 분야들 중 하나 혹은 두 개의 분야에 관심을 가지고 연구 활동을 하게 되었다. 물리학에서 가장 중요한 분야들은 다음과 같다.

양자 역학, 상대성 이론

이 분야에서는 작은 입자들의 상호작용(양자 물리학), 빛의 속도와 비교할 정도로 빠르게 운동하는 물체의 성질(특수상대성이론), 그리고 중력의 원인과 효과(일반상대성이론)를 다룬다.

입자 물리학

모든 물질을 구성하는 소립자들의 성질과 상호작용을 연구한다.

원자핵 물리학

원자핵의 성질과 원자핵을 구성하는 양성자와 중성자에 대해 연구한다.

원자 및 분자 물리학

원자와 원자로 이루어진 분자의 구조와 성질, 그리고 빛과의 상호작용을 연구한다.

응집 물질 물리학

고체 물리학으로도 알려진 이 분야에서는 고체의 전기적 성질과 물리적 성질을 연구한다. 나노 크기의 물질에 대해 연구하는 나노 기술 발전의 기초가 되었다.

전자기학과 광학

전자기적 상호작용에 대해 연구한다. 빛은 전자기파의 일종이어서 빛의 성질을 연구하는 광학은 전자기학의 일부가 된다.

열 물리학 및 통계 물리학

온도가 물질에 주는 영향과, 열이 교환되는 메커니즘을 연구하는 분야로, 열 물리학은 거시적인 물체를 다루고 통계 물리학은 원자나 분자의 운동을 기초로 열과 관계된 현상을 설명한다.

역학

힘과 에너지 그리고 운동 사이의 관계를 연구한다. 현대 역학은 대부분 유체(유체 역학)와 입자로 이루어진 물질(모래와 같이)의 운동을 다루며 별이나 은하의 운동을 다루기도 한다.

플라스마 물리학

플라스마는 전하를 띤 입자들로 이루어져 있다. 플라스마의 연구에는 형광 램프, 대형 텔레비전 디스플레이, 지구의 대기, 별의 내부와 성간 물질에 대한 연구가 포함된다. 플라스마 물리학자들은 통제된 상태에서 핵융합 반응을 일으키기 위한 연구도 하고 있다.

물리학 교육 연구

사람들이 어떻게 물리학을 배우며, 또한 어떻게 가르치는 것이 효과적인가를 연구한다.