Fsica Aplicada a la Medicina

Fsica I.

1895-19381895 Se descubren los rayos X y se estudian sus propiedades. El fsico alemn Wilhelm Rntgen logra la primera radiografa experimentando con un tubo de rayos catdicos que haba forrado en un grueso papel negro. Se da cuenta de que el tubo adems emita unos misteriosos rayos que tenan la propiedad de penetrar los cuerpos opacos. Los llam rayos X. Por este aporte fue galardonado con el primer premio Nobel de Fsica, en 1901.

1895-19381896-1898 Se descubre la radioactividad y se asla el radio. En 1898, el fsico francs Henri Becquerel descubre que el uranio emite una penetrante radiacin. Dos aos ms tarde, sus colegas Marie y Pierre Curie comenzaron a aislar el radio, con sus emisiones positivas (alfa), negativas (beta) y neutras (gama).

1895-19381897 Se descubre el electrn. El investigador britnico Joseph John Thomson determina que los rayos catdicos, observados en tubos vacos bajo alto voltaje, son cuerpos negativamente cargados. Estos son los electrones, la primera y genuina partcula indivisible encontrada.

1895-19381900 Max Planck propone el quantum de energa. Para explicar los colores del calor de la materia incandescente, el fsico alemn Max Planck asumi que la emisin y absorcin de radiacin ocurre en cantidades discretas y cuantificadas de energa. Su idea marc el inicio de la teora cuntica de la materia y la luz.

1895-19381901 Las ondas electromagnticas cruzan el ocano. Guglielmo Marconi, un inventor italiano, genera ondas de radio que son detectadas cruzando el ocano Atlntico. Despus de unos pocos aos, la radio es ampliamente usada por los barcos en el mar.

1895-19381905 Se propone la dualidad onda-partcula de la luz. Albert Einstein propone que la luz, que tiene propiedades de onda, tambin estaba formada por paquetes de energa cuantificados y discretos, que ms tarde fueron llamados fotones. Este modelo explica el efecto fotoelctrico, en que la luz "expulsa" electrones de una placa de metal.

1895-19381905 La teora de la relatividad redefine el tiempo y el espacio. Albert Einstein publica su teora de la relatividad especial, donde postula que nada puede moverse ms rpido que la luz, que el tiempo y el espacio no son absolutos, y que la materia y la energa son equivalentes (E=mc2).

1895-19381908-1913 Se clasifican las estrellas El astrnomo dans Ejnar Hertzsprung y el astrofsico norteamericano Henry Norris Russell correlacionan la energa emitida por una estrella con su temperatura. Esto ordena los tipos estelares desde las gigantes rojas hasta las enanas blancas, y permite la comprensin de cmo las estrellas nacen y mueren.

1895-19381911 Se propone el modelo nuclear del tomo. Ernest Rutherford (fsico neozelands que trabaja en Inglaterra) propone el modelo nuclear del tomo para explicar el "rebote" de las partculas alfa desde una delgada lmina de oro.

1895-19381911 Se descubre la superconductividad El fsico holands Heike Kamerlingh Onnes observa que el mercurio pierde su resistencia elctrica a temperaturas cercanas al cero absoluto. Este efecto de la baja temperatura tambin se observa en otros materiales.

1895-19381911-1912 Se revela la estructura atmica de cristales. La tcnica de la cristalografa de rayos X, desarrollada por el equipo de William y Henry Lawrence Bragg, padre e hijo, en Gran Bretaa, y Max von Laue en Alemania, muestra que la hermosa simetra de los cristales slidos revela la disposicin de los tomos.

1895-19381913 Se expone el modelo de tomo de Niels BohrNiels Bohr, fsico dans, presenta su modelo atmico en que los electrones giran a grandes velocidades en rbitas circulares alrededor del ncleo ocupando la rbita de menor energa posible, esto es, la rbita ms cercana al ncleo. El electrn puede subir o caer de nivel de energa, para lo cual necesita "absorber" o emitir energa, por ejemplo en forma de radiacin o de fotones.

1895-19381913 La teora cuntica explica el espectro del hidrgeno. El fsico dans Niels Bohr usa la idea del quantum para predecir la longitud de onda de la luz emitida por el hidrgeno incandescente, que la fsica clsica no logra explicar.

1895-19381915 La teora de la relatividad general reemplaza la ley de gravedad de Newton,. Albert Einstein extendi su teora especial para describir la gravedad como una propiedad inherente al espacio-tiempo de cuatro dimensiones. Einstein reemplaza la ley de gravedad de Newton por una ecuacin que explica la gravitacin como una curvatura del espacio-tiempo. La teora explica correctamente la desviacin gradual de la rbita del planeta Mercurio.

1895-19381916 Se determina la magnitud de la constante cuntica El norteamericano Robert Millikan usa el efecto fotoelctrico que Einstein explic en 1905, para medir h, la constante matemtica introducida por Max Planck para definir su quantum de energa, que es: 6,626 x 10-34 joule-segundo.

1895-19381917 El telescopio del Monte Wilson comienza sus operaciones Un telescopio con un espejo de 100 pulgadas (el ms grande por 30 aos) es instalado en la cima del Monte Wilson, en California, elegido por la tranquilidad y claridad de su atmsfera.

1895-19381919 Durante un eclipse solar se comprueba la deflexin de la luz por el campo gravitacional, tal como predijo la teora de la relatividad general. De acuerdo con la teora de la relatividad general de Einstein, la gravedad curva el espacio y desva los haces de luz. Una expedicin montada por la Real Sociedad Astronmica observa el efecto predicho en las ideales condiciones de un eclipse solar. La confirmacin hace famoso a Einstein.

1895-19381922 La teora de la relatividad general predice un universo expansivo. Aunque Einstein en un principio rechaz el resultado, su teora de la relatividad general predijo que todo el espacio-tiempo se expande, como seal el matemtico y meteorlogo sovitico Alexander Friedmann.

1895-19381923 Se confirma la dualidad onda-partcula de la luz. El fsico norteamericano Arthur Holly Compton observa que en sus interacciones con electrones, las ondas electromagnticas se comportan como partculas, por ejemplo, como pequesimas bolas de billar, una nueva evidencia que confirma la realidad del fotn.

1895-19381923 Se propone la dualidad onda-partcula de la materia. Inspirado en parte por su experiencia en la Primera Guerra Mundial con las ondas de radio, el fsico francs Louis de Broglie generaliza la dualidad onda-partcula sugiriendo que las partculas de materia tambin se comportan como ondas.

1895-19381923 Se descubre la naturaleza de las galaxias. El astrnomo norteamericano Edwin Hubble, usando el telescopio del Monte Wilson, determina que la galaxia Andrmeda est a un milln de aos luz (ms tarde se corrigi a dos millones de aos luz). Esto resuelve un largo debate sobre las distancias csmicas.

1895-19381924 Se publica El cohete en el espacio interplanetario. El pionero alemn de cohetes Hermann Obert muestra cmo un cohete puede desarrollar suficiente velocidad de salida para vencer la atraccin gravitacional de la Tierra.

1895-19381925 Se formulan nuevos fundamentos para la mecnica cuntica. El fsico alemn Werner Heisenberg aplica el concepto matemtico de matrices para dar cuenta de los cuantos de luz discretos emitidos y absorbidos por los tomos. Su idea provee de una estructura a la nueva fsica cuntica.

1895-19381925 Comienza el estudio de la estructura estelar. El astrofsico ingls Arthur Eddington encuentra una relacin simple entre la masa de una estrella y la energa que irradia.

1895-19381926 La ecuacin de Schrdinger describe la naturaleza ondulatoria de la materia. El fsico austriaco Erwin Schrdinger introduce su famosa ecuacin (figura 1) que describe la naturaleza de onda de la materia, la que se convierte en una piedra angular de la mecnica cuntica. Donde es la funcin de onda de una partcula, m su masa y V su energa potencial.

1895-19381926-1928 Se desarrolla la televisin y se transmite una seal sobre el ocano. El ingeniero elctrico britnico John Baird transmite la primera imagen de televisin de objetos en movimiento. En 1928, enva una pelcula a travs de tecnologa inalmbrica que cruza el ocano Atlntico.

1895-19381927 Se prueba la dualidad onda-partcula de la materia. Clinton Davisson y Lester Germer, del laboratorio de Telfonos Bell, muestran que los electrones "rebotan" desde una hilera de tomos en un cristal de nquel de manera que las ondas de luz se reflejan y difractan desde una superficie corrugada.

1895-19381927 Werner Heisenberg propone el principio cuntico de incertidumbre. Werner Heisenberg, fsico alemn, establece su principio cuntico de incertidumbre, segn el cual es imposible medir exactamente la posicin y velocidad de una partcula al mismo tiempo.

1895-19381927 Se postula que el universo comenz desde un nico evento. Georges Lemaitre, astrnomo y clrigo belga, concluye que el universo comenz su expansin desde un pequeo y caliente huevo csmico. Este es el origen de la teora del Big Bang.

1895-19381928 Se descubre una nueva interaccin entre la luz y la materia. El fsico indio Chandrasekhara Venkata Raman encuentra que un haz de luz cambia su longitud de onda si es desviado por la materia. Con la llegada del lser, Raman rpidamente logra una importante herramienta para el estudio de los materiales orgnicos e inorgnicos.

1895-19381928 Se predicen las antipartculas Combinando la relatividad especial con la mecnica cuntica, el fsico britnico Pal Dirac elabora una ecuacin para el comportamiento de los electrones, que inesperadamente tambin predice la existencia de nuevas partculas con propiedades similares pero carga opuesta, llamadas genricamente antipartculas.

1895-19381929 Se establece la expansin del universo. Edwin Hubble descubre que mientras ms lejos est una galaxia de nosotros, ms de su luz se desplaza hacia el rojo y ms rpido se separa de nosotros. Esto sugiere que el universo se expande, como fue predicho en 1922.

1895-19381929-1932 Se demuestra la actividad elctrica en clulas nerviosas. El neurofisilogo britnico Edgar Adrian usa instrumentos electrnicos como el osciloscopio para detectar eventos elctricos en nervios y clulas cerebrales. Ms tarde, Adrin estudia cmo esta actividad elctrica se relaciona con la epilepsia.

1895-19381930 Se inventa el motor de reaccin a chorro Frank White, un ingeniero aeronutico britnico, patenta el primer motor de reaccin a chorro, que sera probado en un vuelo de prueba en 1941.

1895-19381930-1935 Se inventa el plstico. El qumico alemn Hermann Staudinger muestra cmo las pequeas molculas forman cadenas de polmeros, estructura fundamental del plstico, y sugiere cmo hacer polmeros. En la Compaa E. I. du Pont de Nemours, el qumico norteamericano Wallace Hume Carohers desarrolla el nylon y la goma sinttica.

1895-19381932 Se descubre el neutrn. El fsico britnico James Chadwick bombardea berilio con ncleos de helio y encuentra el neutrn, el segundo constituyente del ncleo atmico junto con el protn. Esta partcula elctricamente neutra se puede usar para bombardear y probar el ncleo.

1895-19381932 Se encuentra la primera antipartcula. El fsico norteamericano Carl D. Anderson examina los rastros dejados por un rayo de partculas csmicas en una cmara de niebla. Anderson descubri la huella de la trayectoria de un electrn positivo, o positrn, cuya existencia haba predicho Paul Dirac en 1928.

1895-19381932 Se propone el mecanismo de creacin de agujeros negros Basado en la teora de la relatividad general, el astrnomo alemn Karl Schwarzschild mostr en 1916 que un cuerpo denso puede producir un efecto gravitacional tan fuerte que la luz no puede escapar: un agujero negro. En 1932, el astrofsico indioestadounidense Subrahmanyan Chandrasekhar calcul que una estrella de una cierta masa colapsa bajo su propia gravedad y se convierte en una enana blanca. Para una masa mucho mayor el colapso puede llevar a una estrella de neutrones y finalmente a un agujero negro.

1895-19381932 Se inventa el ciclotrn. El fsico norteamericano Ernest O. Lawrence y el estudiante M. Stanley Livingston construyen un ingenioso dispositivo para estudiar el ncleo atmico sondendolos con partculas subatmicas energizadas. Su ciclotrn acelera esas partculas hacindolas pasar repetidamente por un ciclo a travs de un campo elctrico y produce partculas con una energa extremadamente alta. El diseo inspira generaciones de aceleradores de partculas que examinan el ncleo y las partculas elementales.

1895-19381933 Se presenta el problema de la materia oscura Fritz Zwicky, un astrnomo suizo en California, examina la rotacin de las galaxias, concluye que ellas deben contener ms masa de la que podemos ver y llama a este inexplicable material materia oscura.1934Se producen istopos radioactivos artificiales. Irne Joliot-Curie (hija de Pierre y Marie Curie) y su marido, Frdric Joliot-Curie, bombardean aluminio con ncleos de helio para producir un istopo radioactivo artificial: fsforo-30. Los istopos radioactivos son prontamente utilizados en exmenes biolgicos como la toma de yodo desde la glndula tiroides.

1895-19381935-1938 Se inventa la fotocopiadora. El inventor norteamericano Chester Carlson inventa un mtodo para copiar basado en el hecho de que el selenio se vuelve un buen conductor elctrico cuando se ilumina. La primera fotocopiadora comercial, Xerox modelo A, se operaba manualmente y usaba un papel especial. La primera fotocopiadora automtica se produjo bajo el nombre Xerox en 1959.

1895-19381936 El sonido se graba en una cinta magntica. El dispositivo llamado magnetfono usa cinta magntica primero fabricado de polvo magntico aplicado a una tira de papel para grabar un concierto dirigido por Sir Thomas Beecham.

1895-19381937 Se encuentra un electrn pesado. Entre los rayos csmicos examinados en una cmara de niebla, el fsico norteamericano Carl D. Anderson y Seth Neddermeyer encuentran el mun, una partcula elemental 200 veces ms masiva que un electrn.

1895-19381937 Se inventa el radar y se pone en operaciones. Robert Watson-Watt y otros ingenieros britnicos desarrollan el radar (acrnimo de Radio Detection and Ranging [deteccin y medicin de distancias mediante ondas radioelctricas]), un mtodo para detectar objetos distantes iluminndolos con ondas de radio y midiendo la seal reflectante; su primera aplicacin fue en la defensa area.

Preguntas de Evaluacin