在电路中，电流$I$，电动势$E$，电阻$R$和电势差$V$是几个基本的物理量。根据欧姆定律，电流和电势差之间的关系可以表示为$V=IR$。这一定律可以用于计算电路中的电流和电路中的电阻。在直流电路中，电势差和电动势是相等的，因此可以将$V$和$E$视为相同的物理量。
对于交流电路，电势差和电动势的大小和方向都会随时间变化。我们可以使用复数表示交流电路中的电势差和电流。复数的幅角表示电势差和电流的相位差，即它们的时间延迟。根据欧姆定律，交流电路的电阻$Z$被称为阻抗，其大小和相位角度可以用复数表示。
交流电路还有另一个有趣的物理特性，称为电感和电容。电感是一种阻碍沿着线圈电流流动的物理特性。电容则是一种存储电荷的能力，它通常是由两个金属板构成的。在电路中，电感和电容可以一起使用来产生一些有趣的效果，例如滤波和谐振等。
力学是物理学的一个重要分支，它主要研究物体运动的原因和规律。牛顿三定律是力学的基本法则，它描述了物体的运动与所受力的关系。根据牛顿第二定律，加速度$a$与作用力$F$成比例，而与物体的质量$m$成反比。因此，物体的运动与受到的作用力和质量有关。此外，牛顿第三定律指出，对于每个作用力，必然存在一个相等大小但方向相反的反作用力，这些作用力和反作用力对必须在一起考虑。
物体的运动还与摩擦力和空气阻力等因素有关。摩擦力可以减缓物体的运动，因此必须在物体运动的方向上加一个反向的摩擦力。空气阻力也会影响物体运动的速度，这通常会变成一个与速度成正比的阻力。物体的运动还可以通过热力学和机械能守恒定律来描述，这些定律为解决许多力学问题提供了框架。
热学是研究热量和能量传递的学科。热力学第一定律描述了能量守恒定律，即能量不能被创造或摧毁，只能在物体之间传递和转化。热力学第二定律描述了一个重要的物理过程，称为热传递。热传递可以是热传导，热对流或热辐射的形式，这些方式可以用于加热或冷却物体。
热力学第二定律提出了一个热力学概念，称为熵。熵可以被用来描述系统的无序程度。当物体从一个状态转移到另一个状态时，熵可能会增加或减少，热力学第二定律描述了这个过程。此外，热力学第三定律描述了物质在绝对零度下的行为，为探索类似超导这样的物理现象提供了框架。
光学是研究光传播和光产生的学科。光学可以描述光线的传播方式和光与物质的相互作用方式。光线的传播被描述为射线的形式，光的自身构成被描述为电磁波的形式。在光与物质相互作用时，光的强度可以受到反射，折射和散射等效应的影响。
光学还涉及到许多有用的物理现象，例如光衍射，干涉和偏振。光的衍射和干涉可以用来对小物体和结构进行测量。偏振是指光波的波动方向，通过应用偏振器，我们可以控制光的振动方向，从而创建一些有用的光学装置，例如液晶显示器和偏振眼镜等。
量子物理是物理学中最前沿的研究领域，它主要研究原子和物质的微观结构和行为。原子由电子，质子和中子等组成，每个原子都有一个特定的原子序数和质量数。原子间的相互作用被描述为化学键的形式。
量子力学描述了原子和分子的行为方式。它提出了一些不同于传统物理学的概念，例如波粒二象性和不确定原理。在量子力学中，粒子被描述为波动函数的形式，而不是单独的粒子。观察一粒子的位置和动量会对其测量值产生一些不确定性，这是量子力学的一个重要概念。
原子和量子物理也是当今计算机科学和信息科学的发展基础。量子计算机正在成为一个新兴研究领域，它的理论基础就是量子力学。量子通讯和量子密码学也正在成为这个领域的日益重要的应用。
