भौतिक विज्ञान की प्रमुख शाखाएं (Main Branches of Physics) : भौतिकी (Physics) शब्द ग्रीक भाषा के शब्द फ्यूसिका (Phusika) से लिया गया है जिसका अर्थ है प्रकृति (nature)। अतः विज्ञान की जिस शाखा में प्रकृति तथा प्राकृतिक घटनाओं (natural phenomena) का अध्ययन किया जाता है वही भौतिकी है। लेकिन भौतिकी की आधुनिक परिभाषा में उर्जा और पदार्थ और उनके बीच के संबंधों का भी अध्ययन किया जाता है। इसलिए भौतिकी को मुख्य दो मुख्य भागों में बांटा गया है–
1. चिरसम्मत भौतिकी (Classical Physics)
2. आधुनिक भौतिकी (Modern Physics)
1. चिरसम्मत भौतिकी (Classical Physics)
19वीं शताब्दी यानि 1900 ई. तक की भौतिकी को चिरसम्मत भौतिकी माना जाता है।
(i) यांत्रिकी (Mechanics) – इसमें द्रव्य के गुणों तथा प्रकाश की अपेक्षा निम्न चाल से चलने वाली वस्तुओं की गति का अध्ययन किया जाता है।
(ii) प्रकाशिकी (Optics) – इसमें प्रकाश तथा इसके उत्पादन, संचरण एवं संसूचन (detection) से संबंधित सभी घटनाओं का अध्ययन किया जाता है।
(ii) ध्वनि एवं तरंग गति (Sound and Wave Motion) – इसके अंतर्गत तरंग गति एवं ध्वनि का उत्पादन तथा संचरण का अध्ययन किया जाता है।
(iv) ऊष्मा एवं ऊष्मागतिकी (Heat and Thermodynamics) – इस शाखा में ऊष्मा की प्रकृति, उसका संचरण एवं उसके कार्य में परिवर्तन का अध्ययन किया जाता है।
(v) विद्युत्-चुंबकत्व (Electromagnetism) – इसमें विद्युत्, चुंबकत्व एवं विद्युत्-चुंबकीय विकिरण का अध्ययन किया जाता है।
2. आधुनिक भौतिकी (Modern Physics)
इसमें मुख्यतः बीसवीं शताब्दी (सन् 1900 के बाद) से वर्तमान की भौतिकी का अध्ययन किया जाता है।
(i) परमाणु भौतिकी (Atomic Physics) – इसमें परमाणु की संरचना एवं विकिरण के साथ उसकी अन्योन्यक्रियाओं (interactions) का अध्ययन किया जाता है।
(ii) नाभिकीय भौतिकी (Nuclear Physics) – इसमें नाभिक की संरचना एवं नाभिकीय कणों की अन्योन्यक्रियाओं का अध्ययन किया जाता है।
(iii) क्वाण्टम यांत्रिकी (Quantum Mechanics) – यह एक विशेष प्रकार की यांत्रिकी है जिसमें अणुओं, परमाणु और नाभिकीय कणों के व्यवहार का वर्णन किया जाता है।
(iv) आपेक्षिकता का सिद्धांत (Theory of Relativity) – सन् 1905 में आइन्सटीन ने आपेक्षिकता का विशिष्ट (special) सिद्धांत प्रतिपादित किया जिसमें उन नियमों का वर्णन है जो बहुत ही उच्च वेग से चलने वाले कणों की गति पर लागू होते हैं। बाद में सन् 1915 में आइन्सटीन ने आपेक्षिकता का व्यापक (general) सिद्धांत प्रस्तुत किया जिसमें गुरुत्वाकर्षण की व्याख्या की गई।
(v) विश्वविज्ञान एवं अंतरिक्ष अंवेषण (Cosmology and Space Exploration) – इस शाखा में विश्व की उत्पत्ति, संरचना एवं विभिन्न खगोलीय पिण्डों की गति का अध्ययन किया जाता है। अंतरिक्ष अन्वेक्षण में मानव निर्मित या कृत्रिम उपग्रहों का प्रक्षेपण तथा उनसे प्राप्त सूचना का विश्लेषण व अध्ययन किया जाता है।
(vi) मध्याकार भौतिकी (Mesoscopic Physics) – हाल ही में स्थूल (macrosopic) तथा सूक्ष्म (microscopic) प्रभाव क्षेत्रों के मध्य एक मध्य प्रभाव क्षेत्र उभर कर आया है। इसमें कुछ दशक (decades) या कुछ सैकड़ों (hundreds) परमाणुओं के समूहों का अध्ययन किया जाता है। यह अति आधुनिक, परन्तु रोमांचकारी भौतिकी का क्षेत्र है। इसे ही मध्याकार भौतिकी कहते हैं।
भौतिकी, प्रकृति विज्ञान की एक विशाल शाखा है। भौतिकी को परिभाषित करना कठिन है। कुछ विद्वानों के मतानुसार यह ऊर्जा विषयक विज्ञान है और इसमें ऊर्जा के रूपांतरण तथा उसके द्रव्य संबन्धों की विवेचना की जाती है। इसके द्वारा प्राकृत जगत और उसकी आन्तरिक क्रियाओं का अध्ययन किया जाता है। स्थान, काल, गति, द्रव्य, विद्युत, प्रकाश, ऊष्मा तथा ध्वनि इत्यादि अनेक विषय इसकी परिधि में आते हैं। यह विज्ञान का एक प्रमुख विभाग है। इसके सिद्धांत समूचे विज्ञान में मान्य हैं और विज्ञान के प्रत्येक अंग में लागू होते हैं। इसका क्षेत्र विस्तृत है और इसकी सीमा निर्धारित करना अति दुष्कर है। सभी वैज्ञानिक विषय अल्पाधिक मात्रा में इसके अंतर्गत आ जाते हैं। विज्ञान की अन्य शाखायें या तो सीधे ही भौतिक पर आधारित हैं, अथवा इनके तथ्यों को इसके मूल सिद्धांतों से संबद्ध करने का प्रयत्न किया जाता है।
भौतिकी का महत्त्व इसलिये भी अधिक है कि अभियांत्रिकी तथा शिल्पविज्ञान की जन्मदात्री होने के नाते यह इस युग के अखिल सामाजिक एवं आर्थिक विकास की मूल प्रेरक है। बहुत पहले इसको दर्शन शास्त्र का अंग मानकर नैचुरल फिलॉसोफी या प्राकृतिक दर्शनशास्त्र कहते थे, किंतु 1870 ईस्वी के लगभग इसको वर्तमान नाम भौतिकी या फिजिक्स द्वारा संबोधित करने लगे। धीरे-धीरे यह विज्ञान उन्नति करता गया और इस समय तो इसके विकास की तीव्र गति देखकर, अग्रगण्य भौतिक विज्ञानियों को भी आश्चर्य हो रहा है। धीरे-धीरे इससे अनेक महत्वपूर्ण शाखाओं की उत्पत्ति हुई, जैसे रासायनिक भौतिकी, तारा भौतिकी, जीवभौतिकी, भूभौतिकी, नाभिकीय भौतिकी, आकाशीय भौतिकी इत्यादि।
भौतिकी का मुख्य सिद्धांत "उर्जा संरक्षण का नियम" है। इसके अनुसार किसी भी द्रव्यसमुदाय की ऊर्जा की मात्रा स्थिर होती है। समुदाय की आंतरिक क्रियाओं द्वारा इस मात्रा को घटाना या बढ़ाना संभव नहीं। ऊर्जा के अनेक रूप होते हैं और उसका रूपांतरण हो सकता है, किंतु उसकी मात्रा में किसी प्रकार परिवर्तन करना संभव नहीं हो सकता। आइंस्टाइन के सापेक्षिकता सिद्धांत के अनुसार द्रव्यमान भी उर्जा में बदला जा सकता है। इस प्रकार ऊर्जा संरक्षण और द्रव्यमान संरक्षण दोनों सिद्धांतों का समन्वय हो जाता है और इस सिद्धांत के द्वारा भौतिकी और रसायन एक दूसरे से संबद्ध हो जाते हैं।
१९०० ईस्वी के पश्चात अनेक क्रांतिकारी तथ्य ज्ञात हुए, जिनको चिरसम्मति भौतिकी के ढाँचे में बैठाना कठिन है। इन नये तथ्यों के अध्ययन करने और उनकी गुत्थियों को सुलझाने में भौतिकी की जिस शाखा की उत्पत्ति हुई, उसको आधुनिक भौतिकी कहते हैं। आधुनिक भौतिकी का द्रव्यसंरचना से सीधा संबंध है। अणुपरमाणु, केंद्रक (न्युक्लियस) तथा मूल कण इनके मुख्य विषय हैं। भौतिकी की इस नवीन शाखा ने वैज्ञानिक विचारधारा को नवीन और क्रांतिकारी मोड़ दिया है तथा इससे सामाजिक विज्ञान और दर्शनशास्त्र भी महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित हुए हैं।
वर्तमान में इलेक्तट्रोनिक्स बिषय एक केन्द्र बिन्दु माना जा रहा है जिसके सहारे समूचा विश्व चलायमान है|