Teoria względności
Teoria, opracowana przez Einsteina, opisująca zależność praw fizyki od własności czasoprzestrzeni i układu odniesienia. W pierwszej próbie (1905) opracowania teorii względności (później nazwanej szczególna teoria względności) uczony analizował własności fizyczne zjawisk zachodzących w płaskiej (pustej) czasoprzestrzeni. Ogólna teoria względności (1916) natomiast odnosi sie już do zjawisk zachodzących w czasoprzestrzeni wypełnionej masywnymi obiektami i przez to właśnie zakrzywionej. Teorię względności tworzą:
Szczególna teoria względności Podstawowe idee szczególnej teorii względności zostały zawarte w pracy "O elektrodynamice poruszających sie ciał" opublikowanej w roku 1905. Einstein wysunął nowe koncepcje czasu i przestrzeni, zerwał z pojęciem czasu absolutnego, łącząc czas i przestrzeń w czterowymiarowa czasoprzestrzeń. W kolejnych pracach Einstein opracował zgodne z nowa teoria zasady mechaniki, tworząc fizykę relatywistyczna. Elektrodynamika opisana równaniami Maxwella (podstawowe równania klasycznej elektrodynamiki, opisujące związki pomiędzy natężeniami pola elektrycznego, magnetycznego i ładunkiem elektrycznym) zgodna była z teoria względności.
Ogólna teoria względności Współczesna teoria grawitacji, tłumacząca zjawiska grawitacyjne geometrycznymi własnościami zakrzywionej czasoprzestrzeni. Jej podstawowe idee (wynikające z rozważań nad zasada równoważności oraz z dążenia do uniezależnienia opisu zjawisk od układu odniesienia) sformułował A. Einstein (1916).
Odkrycie jądra atomowego i jego właściwości
Ernest Rutherford odkrywają w 1911 r. jądro atomowe nie spodziewał się jak bardzo Jego odkrycie zmieni świat. Okazało się, że w jądrach atomowych jest potężna ilość energii, którą można w określony warunkach wyzwolić. Dzięki pracom fizyków ludzie nauczyli się bezpiecznie korzystać z energii zamkniętej w jądrze atomowym budując elektrownie jądrowe, w których reaktorach występują kontrolowane reakcje łańcuchowe. Technika jądrowa to również zastosowanie izotopów promieniotwórczych w technice i medycynie. Wielu ludziom uratowano życie i zdrowie dzięki fizyce jądrowej. Badają właściwości jąder atomowych fizycy sztucznie stworzyli pierwiastki, które na ziemi w stanie neutralnym nie występują. Fizycy zajmujący się fizyka jądrową są w stanie przetwarzać jądra atomowe różnych pierwiastków i uzyskiwać inne pierwiastki w tym złoto.
Elektronika
Narodziny elektroniki przypadają w XIX i XX w. Wynaleziono wówczas diody triody i inne lampy elektronowe. Dioda służy do prostowania prądu przemiennego. Trioda mająca trzy elektrody służyła do wzmacniania sygnału. Lampy elektronowe stanowiły podstawę rozwoju radia i telewizji. Były jednak duże szybko się zużywały i często się psuły. Pomimo tych wad w 1946 r. stworzono pierwszy komputer, który się składał z 19000 lamp zużywał tyle energii, co mała fabryka i często się psuł. Współczesne komputery są małe, tanie i zużywają bardzo mało energii dzięki zastosowaniu tranzystorów.. Wynalezienie tranzystorów było dopiero początkiem rozwoju elektroniki, ponieważ w 1970 r. zbudowano pierwszy mikroprocesor, czyli układ bardzo wielu tranzystorów, diod i innych elementów umieszczony na małej przestrzeni.
Fizyka kwantowa
Fizyka kwantowa zajmuje się tylko zbiorowiskami, a prawa jej dotyczą nie jednostek, lecz tłumów. Prawa fizyki kwantowej mają charakter statystyczny. Znaczy to, że dotyczą one nie poszczególnych układów, lecz zbiorowiska identycznych układów; nie można ich potwierdzić przez pomiar dokonany na jednym osobniku, lecz tylko przez serię powtarzanych pomiarów. Jednym z wielu zjawisk, dla których fizyka kwantowa stara się sformułować rządzące nimi prawa, jest rozpad promieniotwórczy, polegający na samorzutnej przemianie pierwiastków.
Fizyka cząstek elementarnych
Fizyka cząsteczek elementralnych fizyka wielkich energii dział fizyki, którego celem jest badanie cząstek atomowych oraz oddziaływań zachodzących między nimi. Do dziś fizycy rozpoznali ponad 300 cząstek elementarnych (subatomowych). Dzielą sie na kilka grup, w zależności od masy wartości ładunku, momentu magnetycznego i rodzaju oddziaływań, jakim ulęgają. Cząstki elementarne dzielą się na cząstki "prawdziwe" elementarne, uważane za niepodzielne i dlatego uznawane za podstawowe składniki materii,oraz hadrony (bariony np: proton i neutron) i mezony, które są cząstkami złożonymi.
Jedynymi trwałymi cząstkami są protony i neutrony.
Astronomia
Astronomia to nauka o ciałach niebieskich, ich budowie, ruchach, pochodzeniu i ewolucji oraz o materii rozproszonej w przestrzeni kosmicznej. Astronomia, a ściślej jej dział zwany kosmologią, zajmuje się także wszechświatem jako całością. Nazwa astronomia pochodzi z greki: astron (gwiazda) + nomos (prawo).Astronomię można inaczej określić jako naukę o wszelkich obiektach i zjawiskach znajdujących się poza Ziemią. Dzisiejsza astronomia jest ściśle związana z astrofizyką, która jest zastosowaniem praw fizyki do interpretacji wyników obserwacji astronomicznych. Związek ten jest tak głęboki, że dziś obie dziedziny są właściwie jednością. Mógł on powstać dzięki odkryciu, że ciała niebieskie składają się z takiej samej materii, jak wszystkie inne otaczające nas obiekty. Obiekty, którymi zajmuje się astronomia, to ogół ciał niebieskich: planety, gwiazdy, gwiazdozbiory, asocjacje gwiazd, gromady gwiazd, galaktyki, mgławice, gromady galaktyk, materia międzygwiazdowa, gaz międzygalaktyczny materia egzotyczna, materia ciemna, kwazary, czarne dziury i wiele innych. Astronomia zajmuje się badaniem procesów dotyczących tych ciał.