Les découvertes faites en science le sont par le processus d’expérimentation. La physique, qui est l’étude de l’énergie et de la matière, n’est pas différente. Les connaissances qui font avancer la science de la physique sont acquises en suivant la méthode scientifique, qui comprend la réalisation d’expériences pour prouver une hypothèse. Le plus souvent, ces expériences sont réalisées dans un laboratoire de physique, plus communément appelé laboratoire de physique. Les laboratoires de physique sont également utilisés par les étudiants qui apprennent la science par le biais de démonstrations dans un laboratoire de physique.
La physique s’intéresse principalement à la façon dont le mouvement, la lumière, la chaleur et la force interagissent avec l’énergie et la matière. Un laboratoire de physique dispose donc d’une variété d’instruments utilisés pour mener ce genre d’expériences. Ils sont généralement équipés d’articles de poids et de mesure, tels que des béchers en verre, des tubes à essai et des balances. Outre les objets de poids et de mesure, de nombreux autres objets sont utilisés, tels que des lampes chauffantes, des lentilles, des aimants, des plans inclinés, des boules, des pendules et tout type d’objet dont un scientifique a besoin pour réaliser son expérience.
Les disciplines dans le cadre général de la physique sont l’optique, l’électricité et le magnétisme, la mécanique, l’acoustique, la physique nucléaire et moderne et la thermodynamique. Au sein de ces disciplines, il existe plus de 20 sous-disciplines, telles que l’astrophysique, la biophysique, la géophysique et la physique nucléaire. En raison de cette large gamme, un laboratoire de physique peut également disposer d’équipements plus sophistiqués, tels que des spectroscopes, des électro-aimants, des télescopes et des microscopes.
La conception et la fonction d’un laboratoire de physique ont changé au fil des ans. Avec l’invention des ordinateurs et des logiciels informatiques hautement sophistiqués, les laboratoires de physique modernes permettent aux scientifiques d’exécuter des simulations informatiques complexes dans le cadre d’expériences en laboratoire. Les simulations informatiques donnent à un scientifique les outils nécessaires pour simuler des événements réels, contrairement à une expérience de laboratoire traditionnelle qui ne simulera que des concepts nécessitant une application dans le monde réel pour avoir un sens. Les simulations sont exécutées en créant des modèles mathématiques précis d’événements qui peuvent être étudiés.
L’utilisation de simulations informatiques a créé une dichotomie dans le domaine de la physique. Ceux qui utilisent les simulations pour prouver leurs hypothèses sont appelés physiciens théoriques, tandis que ceux qui choisissent d’effectuer des expériences de physique classique dans un laboratoire de physique sont appelés physiciens expérimentaux. Jusqu’au 21e siècle, les physiciens expérimentaux ont eu le plus de succès, mais à mesure que la technologie se développe, les modèles informatiques et les simulations sont devenus plus précis, aidant les physiciens théoriques à avoir plus de succès. Même s’il existe deux écoles de pensée, elles sont toutes deux importantes pour l’avancement de la physique, car un expérimentateur trouvera souvent des phénomènes inexpliqués qui peuvent être expliqués en collaboration avec un théoricien.