Fisica Cuantica

La física cuántica, también conocida como mecánica ondulatoria, es la rama de la física que estudia el comportamiento de la materia cuando las dimensiones de ésta son tan pequeñas, en torno a 1.000 átomos, que empiezan a notarse efectos como la imposibilidad de conocer con exactitud la posición de una partícula, o su energía, o conocer simultáneamente su posición y velocidad, sin afectar a la propia partícula (descrito según el principio de incertidumbre de Heisenberg).
Los dos pilares de esta teoría son:
• Las partículas intercambian energía en múltiplos enteros de una cantidad mínima posible, denominado quantum (cuanto) de energía.
• La posición de las partículas viene definida por una función que describe la probabilidad de que dicha partícula se halle en tal posición en ese instante.
Aplicaciones de la Teoría Cuántica
El marco de aplicación de la Teoría Cuántica se limita, casi exclusivamente, a los niveles atómico, subatómico y nuclear, donde resulta totalmente imprescindible. Pero también lo es en otros ámbitos, como la electrónica (en el diseño de transistores, microprocesadores y todo tipo de componentes electrónicos), en la física de nuevos materiales, (semiconductores y superconductores), en la física de altas energías, en el diseño de instrumentación médica (láseres, tomógrafos, etc.), en la criptografía y la computación cuánticas, y en la Cosmología teórica del Universo temprano.

Teoria Relativista

La primera, publicada en 1905, trata de la física del movimiento de los cuerpos en ausencia de fuerzas gravitatorias. La segunda, de 1915, es una teoría de la gravedad que reemplaza a la gravedad newtoniana pero se aproxima a ella en campos gravitatorios débiles. La teoría general se reduce a la especial en ausencia de campos gravitatorios. La idea esencial de ambas teorías es que dos observadores que se mueven relativamente uno al lado de otro con una gran velocidad, del orden de la velocidad de la luz, a menudo obtendrán diferentes medidas del tiempo (intervalos de tiempo) y el espacio (distancias) para describir las mismas series de eventos. Es decir, la percepción del espacio y el tiempo depende del estado de movimiento del observador o es relativa al observador. Sin embargo, a pesar de esta relatividad del espacio y el tiempo, existe una forma más sutil de invariancia física, ya que el contenido de las leyes físicas será el mismo para ambos observadores. Esto último significa que, a pesar de que los observadores difieran en el resultado de medidas concretas de magnitudes espaciales y temporales, encontrarán que las ecuaciones que relacionan las magnitudes físicas tienen la misma forma, con independencia de su estado de movimiento. Este último hecho se conoce como principio de covariancia

Desarrollo de la Fisica

Desde tiempos muy remotos el hombre sintió el interés por los fenómenos físicos. Entre los siglos VI a. de c. y VII de nuestra era surgieron las ideas sobre las estructuras atómicas de la materia (Demócrito, Epicuro y Lucrecio); Fue desarrollado el sistema geocéntrico de Ptolomeo. Se establecieron las leyes mas simples de la estática, la propagación de la luz y sus leyes de reflexión, se formularon los principios de Hidrostática (Arquímedes) y se observaron las manifestaciones más simples de la electricidad y el magnetismo. Nicolás Copérnico (1473-1543) nació en Polonia, además de ser un gran astrólogo y matemático, se destacó como un respetado sacerdote, jurista administrador, diplomático, medico y economista. Realiza parte de sus estudios en Italia, donde aprendió el griego, hizo grandes aportes a la astronomía de los planetas sobre sí mismo y al rededor del sol (Teoría Heliocéntrica).
Desarrollo de la Física y Física Clásica
SIGLO XVII El desarrollo de la física empezó en el siglo XVII y se inició con el físico italiano Galileo Galilei quien comprendió la necesidad de describir matemáticamente el movimiento. El mostró que la acción del medio sobre un cuerpo dado está definido no por la velocidad como consideraba Aristóteles, si no por la aceleración del cuerpo. Esta afirmación era la primera formulación del principio de Inercia. Galileo demostró que la aceleración de un cuerpo en caída libre no depende de la masa ni de su densidad, fundamentó la teoría de Copérnico y obtuvo resultados significativos en astronomía, en los estudios de los fenómenos ópticos y térmicos entre otros.

Fisica Moderna

Comienza a principios del siglo XX, cuando el alemán Max Planck, investiga sobre el “cuanto” de energía, Planck decía que eran partículas de energía indivisibles, y que éstas no eran continuas como lo decía la física clásica, por ello nace esta nueva rama de la física que estudia las manifestaciones que se producen en los átomos, los comportamientos de las partículas que forman la materia y las fuerzas que las rigen.
En los temas anteriormente tratados, la física clásica no servía para resolver los problemas presentados, ya que estos se basan en certezas y la física moderna en probabilidades, lo que provocó dificultades para adaptarse a las nuevas ideas. Los temas tratados anteriormente no podían ser resueltos por la física clásica.
En 1905, Albert Einstein, publicó una serie de trabajos que revolucionaron la física, principalmente representados por “La dualidad onda-partícula de la luz” y “La teoría de la relatividad” entre otros. Estos y los avances científicos como el descubrimiento de la existencia de otras galaxias, la superconductividad, el estudio del núcleo del átomo, y otros, permitieron logran que años más tarde surgieran avances tecnológicos, como la invención del televisor, los rayos x, el radar, fibra óptica, el computador etc.
La misión final de la física actual es comprender la relación que existe entre las fuerzas que rigen la naturaleza: la gravedad, el electromagnetismo, la fuerza nuclear fuerte y la fuerza nuclear débil. Comprender y lograr una teoría de unificación, para así poder entender el universo y sus partículas. Se conoce, generalmente, por estudiar los fenómenos que se producen a la velocidad de la luz o valores cercanos a ella o cuyas escalas espaciales son del orden del tamaño del átomo o inferiores.
Se divide en:
La mecánica cuántica
La teoria de la relatividad

Fisica Clasica

física basada en los principios previos a la aparición de la física cuántica. Incluyen estudios del electromagnetismo, óptica, mecánica y dinámica de fluidos, entre otras.
Algunas veces se reserva el nombre física clásica para la física pre-relativista, sin embargo, desde el punto de vista teórico la teoría de la relatividad introduce supuestos menos radicales que los que subyacen a la teoría cuántica. Por esa razón resulta conveniente desde un punto de vista metodológico considerar en conjunto las teorías físicas no-cuánticas.

Dentro de la categoría de la física clásica se incluyen:
• Mecánica Clásica.
o Leyes del movimiento de Newton.
o Los formalismos clásicos Lagrangianos y Hamiltonianos.
o La mecánica de medios continuos que incluye la mecánica de sólidos y la mecánica de fluidos.
• Termodinámica clásica.
• Teoría clásica de campos:
o Electrodinámica Clásica (ecuaciones de Maxwell).
o Teoría General de la Relatividad
o Teoría de la Relatividad Especial.


• Teoría del Caos clásica y dinámica no lineal general.
Matemáticamente, la física clásica es aquella en cuyas ecuaciones no aparece la constante de planck.
En la inmensa mayoría de aplicaciones prácticas del mundo macroscópico no hay restricciones de la aplicación de la física clásica y sus principios, ya que son muy pocos los sistemas que realmente requieren un tratamiento cuántico o relativista. sin embargo, al tratar con átomos aislados o moléculas, las leyes de la física clásica no describen correctamente esos sistemas. incluso la teoría clásica de la radiación electromagnética es, de alguna manera, limitada en su capacidad de proveer descripciones correctas, dado que la luz es inherentemente un fenómeno cuántico. al contrario que la física cuántica, la clásica se caracteriza, generalmente, por un principio de completo determinismo

Fisica en el Renacimiento

Desde el año 200 hasta el 1200 de nuestra era, Europa se apartó de la filosofía natural y la física, cayendo Occidente en un profundo declive científico.
No obstante, los árabes consiguieron preservar a Aristóteles y Ptolomeo a través de la Edad Media, hasta Tomás de Aquino y Roger Bacon (siglo XIII) los recuperaron para el pensamiento europeo.
Después, los pensadores del Renacimiento dieron un gran impulso a la ciencia en general, rompiendo con los antiguos axiomas y teorías.
El problema de la gravedad fue descrito matemáticamente por Domingo de Soto (1474-1560), relacionando la caída de los cuerpos con el movimiento de aceleración constante, especificando que era igual para todos los cuerpos en cada punto del globo terrestre, siendo su valor de 9,8 m/s.

En 1543, el polaco Nicolás Copérnico publica un libro en el que rechaza el axioma básico de la Astronomía. Afirmó que el Sol, y no la Tierra, debía de ser considerado el centro del universo (teoría heliocéntrica), lo que permitía una explicación mucho más simple de los movimientos observados en los cuerpos celestes.

Kepler continuó esta tendencia heliocéntrica, proponiendo sus tres leyes del movimiento de los planetas.

Sin duda, uno de los hombres más polifacéticos e influyentes de esta época era Galileo (1564-1642), quien presenta los conceptos de velocidad, aceleración y las leyes de caída de los cuerpos ya conocidos. Galileo descubre la reversibilidad del movimiento gravitatorio, realiza experimentos con planos inclinados, descubrió la libración de la luna, las leyes del péndulo, desarrolla el principio de inercia y estudia el movimiento parabólico y su descomposición en una componente horizontal y otra vertical. De esta forma, Galileo es considerado el padre de la física.
Newton establece las tres leyes del movimiento: ley de inercia, ley fundamental de la Dinámica (F=ma) y el principio de acción reacción descubre la Ley de la Gravitación Universal; junto a Leibniz, es autor del cálculo infinitesimal; descubre el espectro de la luz solar, compuesto por siete colores; desarrolló una teoría corpuscular de la luz que entraría en conflicto con la teoría ondulatoria propuesta por Huygens y apoyada por Hooke. Este último definió las deformaciones elásticas entre muchas otras cosas.

Física en la Edad Media
Los de la edad media no fueron años de grandes descubrimientos en ningún campo en occidente por eso fe llamado la edad de las tinieblas, pero al contrario de o que muchos piensan en la edad media las personas no pensaban que la tierra era plana.
En Asia los chinos ya habían inventado la pólvora en el s. IX-. Sirvieron sin embargo para que científicos árabes, entre los que se cuentan Averroes o Ibn al-Nafis realizaran un trabajo de conservación de textos de la Grecia clásica, y poco más tarde, mientras santo Tomás de Aquino intentara demostrar la compatibilidad de las teorías griegas con las Sagradas Escrituras, Roger Bacon defendía el método experimental.

Debe advertirse que el termino “Edad Media” convoca en realidad diferentes periodos históricos, circunstancia culturales heterogéneas y resultados históricos que seria mejor separar.
Hubo autenticas etapas oscuras, cultural y socialmente, y otras con importantes realizaciones espirituales: cohabilitaron diferentes sistemas económicos, políticos y sociales y puede decirse que toda la época estuvo llena de importantes contradicciones culturales.

Fisica Durante los Griegos

° Los griegos hicieron algunas aportaciones a las ciencias físicas, tanto en sus observaciones como en sus conocimientos olvidaron llevar sus teorías al campo de la experimentación lo que causo que interpretaran de forma erróneas las leyes de la naturaleza.

° Pitágoras fue un sabio de la antigua Grecia que creía en la redondez de la tierra y suponía que se movía junto con el sol y los planetas alrededor de un sol invisible llamado Hestia. Construyo un instrumento de cuerda para comprobar la relación existente entre el tono y la longitud de las cuerdas.

° Empedocles defendió la teoría de los elementos básicos, las 4 divinidades primarias que componen todas las estructuras del mundo son 4 Fuego, Aire, Tierra y Agua.

° Democrito es probablemente el más grande de los antiguos filósofos y físicos de Grecia. Postulo que el universo se componía de un espacio en el que se encontraban un número prácticamente infinito de partículas invisibles agrupadas en diferentes a las que llamo materia. Creía en la indestructibilidad de estas partículas y aventuro la imposibilidad de crear materia nueva consideraba inerario que la tierra fuera el centro del universo.

° Aristóteles formulo erróneamente una teoría comparando a la caída de una hoja con la de una piedra afirmo que los cuerpos pesados caen proporcionalmente mas rápida que los ligeros esto se enseño en las universidades durante cerca de 2000 años antes de su corrección. Negó la rutina atómica de Democrito, se negó a aceptar que la tierra se moviese y apoyo la teoría de un geocéntrico.

Fisica Antes de los Griegos

Al inicio de los tiempos comenzaron los fenómenos naturales,que moldearon y dieron lugar al universo y a todo lo que existe en el.

El ser humano al observar estos fenómenos comenzó a hacerse preguntas sobre el porque de los mismos.
Al ser curioso por naturaleza, el ser humano empezó a formular explicaciones para poder entender esos sucesos: El dia, la noche, la lluvia, las erupciones volcánicas, los eclipses, etc.
A estas interrogantes muchas veces las respuestas eran atribuidas a divinidades.
Mas tarde estos pensamientos dieron el origen a la filosofía de la naturaleza o la filosofía de la física.
Estos pensadores se enfocaron en la observaciones de la naturaleza, los cuerpos y el ser siendo solo basado en consideraciones filosóficas y no en verificaciones experimentales la mayoría de estos pensamientos fueron erróneos aunque pasaron cientos de años para que se pudieron desechar.
Entre las primeras civilizaciones que aportaron conocimientos a la física destacan los chinos,babilonios,egipcios y mayas, que alcanzaron éxitos notables en la ciencia empírica de los movimientos estelares (incluso crearon sus propios calendarios).
También alcanzaron alto nivel en tecnología que usaron en la metalurgia y construcción de herramientas y edificaciones.
Emplearon maquinas simples.