Cahaya dan Optik: Dualitas Gelombang-Partikel Perdebatan panjang tentang hakikat cahaya, apakah gelombang atau partikel, akhirnya terjawab lewat konsep dualitas gelombang-partikel yang menunjukkan cahaya berperilaku sebagai keduanya tergantung konteks pengamatan. Energi dan Hukum Kekekalan Energi Konsep energi sebagai kemampuan melakukan kerja, dengan hukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi tidak bisa diciptakan atau dimusnahkan, hanya berubah bentuk dari satu jenis ke jenis lain. Fisika Partikel dan Model Standar Studi tentang partikel fundamental penyusun materi dan gaya-gaya yang mengaturnya, terangkum dalam Model Standar, dengan penemuan partikel Higgs boson pada 2012 sebagai puncak konfirmasi teori ini. Fisika Statistik Cabang fisika yang menjembatani perilaku mikroskopik partikel individual dengan sifat makroskopik yang teramati, menjelaskan fenomena termodinamika lewat pendekatan probabilitas dan statistik pada skala sangat besar jumlah partikel. Fisika Zat Padat dan Semikonduktor Cabang fisika yang mempelajari sifat materi padat pada skala atomik, menjelaskan mengapa beberapa material menghantarkan listrik sementara yang lain tidak, fondasi bagi seluruh revolusi elektronik modern. Gelombang dan Bunyi Gelombang adalah pola perambatan energi melalui ruang atau medium, dengan bunyi sebagai salah satu jenis gelombang yang merambat lewat getaran partikel udara atau medium lain. Gravitasi Gaya tarik-menarik antar benda bermassa yang menjaga planet mengorbit matahari dan membuat benda jatuh ke bumi, dipahami lewat hukum Newton lalu disempurnakan teori relativitas Einstein. Hukum Gerak Newton Tiga hukum fundamental yang menjelaskan bagaimana dan mengapa benda bergerak, dirumuskan Isaac Newton dan menjadi fondasi mekanika klasik selama lebih dari dua abad sebelum relativitas dan kuantum melengkapinya. Kosmologi: Big Bang dan Ekspansi Alam Semesta Cabang fisika yang mempelajari asal-usul, struktur, dan evolusi alam semesta secara keseluruhan, dengan teori Big Bang sebagai model paling didukung bukti ilmiah tentang bagaimana alam semesta bermula dan terus mengembang. Listrik dan Magnet (Elektromagnetisme) Listrik dan magnet ternyata adalah dua wajah dari satu fenomena yang sama, disatukan James Clerk Maxwell dalam kerangka elektromagnetisme yang juga menjelaskan hakikat cahaya. Mekanika Fluida Cabang fisika yang mempelajari perilaku zat cair dan gas dalam keadaan diam maupun bergerak, menjelaskan berbagai fenomena mulai dari cara pesawat bisa terbang hingga aliran darah dalam tubuh manusia. Mekanika Lagrangian dan Hamiltonian Dua formulasi ulang mekanika klasik yang lebih abstrak dan elegan dibanding pendekatan gaya langsung ala Newton, berpusat pada konsep energi dan prinsip aksi minimum, menjadi jembatan penting menuju mekanika kuantum. Relativitas dan Mekanika Kuantum sebagai Konsep Dua pilar utama fisika modern: relativitas Einstein yang mengubah pemahaman tentang ruang, waktu, dan gravitasi, serta mekanika kuantum yang mengungkap perilaku aneh materi pada skala sangat kecil. Termodinamika dan Entropi Cabang fisika yang mempelajari panas, kerja, dan energi, dengan konsep entropi yang menjelaskan mengapa proses alam cenderung bergerak ke arah ketidakteraturan yang lebih besar dan tidak bisa berbalik dengan sendirinya.