1.2 ORIGEN DE LA FÍSICA

 

En el transcurso de la historia se ha desarrollado la física en pro o en contra de la humanidad, pues sus aplicaciones se pueden dar desde la invención de armas cada vez más destructivas, como la bomba de hidrógeno, hasta adelantos en la tecnología aplicables en sus distintos frentes de acción, como las fotografías que se consiguen por medio de los satélites. 

 

Hongo formado por una explosión

El objetivo principal del estudio científico es desarrollar teorías físicas basadas en leyes fundamentales, que permitan predecir los resultados de algunos experimentos. Por fortuna, es posible explicar el comportamiento de muchos sistemas físicos con un número limitado de leyes fundamentales, dichas leyes se expresan en lenguaje matemático que forma un puente entre el experimento y la teoría.

Algunas veces una teoría es limitada. Un ejemplo típico es el de las leyes del movimiento de Newton, en ellas se describen con exactitud el movimiento de los cuerpos con una rapidez "normal", pero no es posible aplicarlas a cuerpos que se mueven con una rapidez comparable con la de la luz.

 

 

La teoría especial de la relatividad desarrollada por Albert Einstein (Ulm 1879 - Princeton, Nueva Jersey 1955), predice con éxito el movimiento de los objetos con rapidez cercana a la rapidez que describe la luz y, por lo tanto, es la teoría más general del movimiento.

 La física clásica, desarrollada antes de 1900, incluye las teorías, conceptos, leyes y experimentos en tres grandes disciplinas:

  La mecánica clásica.

   La termodinámica y.

   El electromagnetismo.

 PERÍODOS DE DESARROLLO DE LA FÍSICA CLÁSICA

Antiguo (4000A.N.E. - 500D.N.E)

Medieval 1450

Revolución científica (1450-1800)

Revolución industrial 1800

FIN de la física clásica 1890

Astronomía

Movimiento del firmamento. Forma y tamaño de la Tierra.

Aplicación a la navegación.

Órbitas elípticas. Satélites.

Solución del problema de la longitud.

Sistema estelar.

Óptica Espejos planos 

Lentes. Velocidad de la 

Cristales acromáticos

Polarización. Teorías ondulatoria

Científico del siglo XX

y curvos.

luz. Refracción, interferencia.Telescopios, microscopios.

y electromagnética. Fotografía.

Magnetismo y electricidad

Ámbar amarilloy magnetita.

Brújula Electrostática.

Electricidad, conducción,condensador, pila. Corriente.

Electromagnetismo,telégrafo,dínamo, ecuacionesde Maxwell.

Dinámica

Sonido como vibración, resistencia al movimiento.

Movimiento de proyectiles.

Péndulo, leyes del movimiento, ley de la caídade los cuerpos. Gravitación universal.

Generalización de la mecánica.

 

Mecánica

Máquinas simples, palancas, rueda, arco, polea, cuña, tornillo.

Molinos de agua y viento. Relojes, bombas, paralelogramo de fuerzas.

Fenómenos de elasticidad.

Resistencia de materiales.

Turbinas, cálculos estructurales, movimiento de los fluidos.

Matemática Aritmética y geometría. Álgebra.

Geometría y cálculo infinitesimal.

Ecuaciones diferenciales. Análisis armónico.

Neumática y calor

Principio de Arquímedes, bombas, fuelles, tubos.

Pólvora.

Ley de los gases, barómetros,termómetro, vacío.

Máquina de vapor, condensador, calor de fricción y específico.

Segunda ley de la termodinámica, equivalente mecánico.

Los científicos más destacados según la época

Tales, Arquímedes, Pitágoras, Euclides, Hiparco

Simón Stevin

Copérnico, Newton, Descartes, Galileo, Boyle, Kepler, Torricelli, Hooke

Laplace, Grey, Rutherford, Hamilton, Franklin, Black, Coulomb, Watt, Volta

Fourrier, Ampére, Faraday, Maxwell, Joule, Carnot, Heerschel

 

Nicolás Copérnico (Torún 1473 - Fromborg 1543) Astrónomo polaco. Estableció la teoría heliocéntrica en la que aseguraba que la Tierra y los demás planetas giraban alrededor del Sol, describiendo órbitas circulares.

 Galileo Galilei (Pisa 1564 - Arcetri, Toscana 1642) Astrónomo, matemático y físico italiano. Hizo las primeras contribuciones significativas a la mecánica clásica, mediante su trabajo sobre las leyes del movimiento bajo una aceleración constante. Además, es considerado el fundador de la ciencia

experimental. 

En esta misma época Johannes Kepler (Weil der Stadt, Baden-Württenberg 1571 - Ratisbona 1630), utilizó sus observaciones astronómicas para desarrollar leyes empíricas, para el movimiento de los cuerpos planetarios de nuestro sistema solar.

Las contribuciones más importantes a la mecánica clásica las hizo Isaac Newton(Woolsthorpe, Lincolnshire 1642 - Kensington, Middlesex 1727), quien la desarrolló como una teoría sistemática y fue uno de los iniciadores del cálculo como una herramienta matemática.

 

 

 

El famoso poeta Alejandro Pope dijo refiriéndose a Newton: “La Naturaleza y

las leyes naturales se ocultaban en

la noche; Dios dijo “Que

nazca Newton” y se hizo la luz”.

 

 

Aunque en la antigüedad muchos fenómenos eléctricos y magnéticos ya se habían estudiado, fue James Clerk Maxwell (Edimburgo 1831 - Cambridge 1879) quien elaboró la teoría unificada del electromagnetismo.

Una nueva etapa de la física, a la que se le conoce como física moderna, se inició al final del siglo XIX y se desarrolló debido, principalmente, al descubrimiento de que muchos fenómenos físicos no podían explicarse con la física clásica.

 El primer científico destacado de esta época fueMax Plank (Kiel 1858 - Gotinga 1947), quien con sus estudios sobre la radiación del cuerpo negro en 1901 dedujo la hipótesis de la discontinuidad de la energía y la existencia de los cuantos (pequeñas porciones elementales de energía emitidas por la luz y el calor).

 

Antoine Henry Becquerel (París 1852 - Le Croisic, Bretaña 1908) Estudiando la fluorescencia y la fosforescencia descubrió la radioactividad natural, fenómeno que se presenta en el uranio y en algunos otros materiales radioactivos.

 

 

 

Pierre Curie (París 1859 - Íd 1906) y Marie Curie(Varsovia 1867 - Sancellemoz 1934), realizaron trabajos sobre radioactividad. Dos años después del descubrimiento de la radioactividad por Becquerel, los esposos Curie aislaron el radio y el polonio contenidos en la plechbenda por medio de un largo y dispendioso proceso físico-químico. Este descubrimiento actualmente se utiliza en medicina por medio de los rayos X, para observar el aparato óseo.

 

En el año de 1905 Albert Einstein presentó su teoría de la relatividad restringida y Ernest Rutherford la demostró experimentalmente en 1911 con un modelo nuclear del átomo.A. Einstein, le tomó diez años desarrollar los diferentes conceptos y describirlos en una compleja forma matemática denominada cálculo tensorial. La relatividad general se ha probado experimentalmente con éxito notable, especialmente en experimentos con campos gravitatorios débiles, pero, en los últimos tiempos, se ha avanzado sustancialmente en comprobaciones en campos gravitatorios superpotentes, como los que se presumen y, casi se asegura, que podrían haber en los agujeros negros.

En el año de 1913, Niels Bohr propuso el modelo atómico para el hidrógeno y estableció la teoría cuántica como un nuevo concepto de la naturaleza en general. A pesar de ser una de las más revolucionarias teorías para la ciencia, los científicos de la época tardaron diez años en aceptar la Teoría Cuántica.

 

 

En 1919 Ernest Rutherford (Nelson, Nueva Zelanda 1871 - Cambridge 1937), realizó la primera desintegración de un núcleo atómico por medio de las partículas alfa obtenidas del polonio.

 

La producción de átomos radioactivos en el laboratorio fue lograda por primera vez por Iréne Curie (París 1897 - Íd 1956) y su esposo Frédéric Joliot (París 1900 - Íd 1958) en el año 1934.

En el año de 1939 Otto Hahn (Frankfurt 187 - Gotinga 1968), F. Strassmann y Lisa Meitner(Viena 1879 - Cambridge 1968), llevaron a cabo la fisión del uranio. Cuando los Estados Unidos entraron a la Segunda Guerra Mundial se hicieron realidad las investigaciones que se venían adelantando sobre un dispositivo explosivo atómico. En Nuevo México el 16 de junio de 1945 ocurrió, por primera vez en la historia de la humanidad, una explosión nuclear.

 En el momento este descubrimiento es aprovechado en campos como en la generación de energía eléctrica o en motores de grandes barcos.

 

 

La comunidad científica constantemente está trabajando para mejorar la comprensión de las leyes fundamentales, y cada día se hacen nuevos descubrimientos. Algunos de los avances actuales son:

Las misiones espaciales no tripuladas y los viajes a la Luna con tripulación.

 

 

Los microcircuitos y los computadores de alta velocidad.

 

 

Complejas técnicas de imagen usadas en la investigación científica y en la medicina.

 

 

Genoma humano o mapa genético.