Historia de La Fisica

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julio

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Lahistoria de la fsicaabarca a los esfuerzos realizados por las personas que han tratado de entender el porqu de la naturaleza y los fenmenos que en ella se observan: el paso de las estaciones, el movimiento de los cuerpos y de los astros, los fenmenos climticos, las propiedades de los materiales, etc. Las primeras explicaciones aparecieron en la antigedad y se basaban en consideraciones puramente filosficas, sin verificarse experimentalmente. Algunas interpretaciones falsas, como la hecha porPtolomeoen su famosoAlmagesto"LaTierraest en el centro delUniversoy alrededor de ella giran los astros" perduraron durante mucho tiempo.ndice 1Diferencias de la fsica elemental 2Fsica en los siglos XVI y XVII 3Siglo XVIII: termodinmica y ptica 4Siglo XIX: electromagnetismo y estructura atmica 5Siglo XX: segunda revolucin de la fsica 6Fsica del siglo XXI 7Vase tambin 8ReferenciasDiferencias de la fsica elementalEn1687Newtonpublic losPhilosophi naturalis principia mathematica(Principios Matemticos de la Naturaleza), una obra en la que se describen las leyes clsicas de la dinmica conocidas como lasleyes de Newtony laley de la gravitacin universal de Newton. El primer grupo de leyes permita explicar la dinmica de los cuerpos y hacer predicciones del movimiento y equilibrio de cuerpos, la segunda ley permita demostrar lasleyes de Keplerdel movimiento de los planetas y explicar la gravedad terrestre (de aqu el nombre degravedad universal). En esta poca se puso de manifiesto uno de los principios bsicos de la fsica, lasleyes de la fsicason las mismas en cualquier punto delUniverso. El desarrollo por Newton yLeibnizdelclculo infinitesimalproporcion las herramientas matemticas para el desarrollo de la fsica como ciencia capaz de realizar predicciones. En esta poca desarrollaron sus trabajos fsicos comoRobert HookeyChristian Huygensestudiando las propiedades bsicas de lamateriay de laluz. Luego los cientficos ingleses William Wurts y Charles Demiano profundizaron el estudio de las causas de las leyes de Newton, es decir la gravedad.Fsica en los siglos XVI y XVIIEn el siglo XVI nacieron algunos personajes comoCoprnico,Stevin,Cardano,Gilbert,Brahe, pero fue Galileo quien, hasta principios del siglo XVII, impuls el empleo sistemtico de la verificacin experimental y la formulacin matemtica de las leyes fsicas. Galileo descubri la ley de la cada de los cuerpos y del pndulo, se le puede considerar como el creador de la mecnica, tambin hizo las bases de lahidrodinmica, cuyo estudio fue continuado por su discpulo Torricelli que fue el inventor del barmetro, el instrumento que ms tarde utiliz Pascal para determinar la presin atmosfrica. Pascal precis el concepto de presin en el seno de un lquido y enunci el teorema de transmisin de las presiones. Boyle formul la ley de la compresin de los gases (ley de Boyle-Mariotte).En ptica, Ren Descartes estableci la ley de la refraccin de la luz, formul una teora del arco iris y estudi los espejos esfricos y las lentes. Fermat enunci el principio de la ptica geomtrica que lleva su nombre, y Huygens, a quin tambin se le deben importantes contribuciones a la mecnica, descubri la polarizacin de la luz, en oposicin a Newton, para quin la luz es una radiacin corpuscular, propuso la teora ondulatoria de la luz. Hooke estudi las franjas coloreadas que se forman cuando la luz atraviesa una lmina delgada; tambin, estableci la proporcionalidad.A finales del siglo XVII la fsica comienza a influir en el desarrollo tecnolgico permitiendo a su vez un avance ms rpido de la propiafsica.El desarrollo instrumental (telescopios,microscopiosy otros instrumentos) y el desarrollo deexperimentoscada vez ms sofisticados permitieron obtener grandes xitos como la medida de lamasade laTierraen elexperimento de la balanza de torsin.Tambin aparecen las primerassociedades cientficascomo laRoyal SocietyenLondresen1660y laAcadmie des sciencesenParsen1666como instrumentos de comunicacin e intercambio cientfico, teniendo en los primeros tiempos de ambas sociedades un papel prominente lasciencias fsicas. Portadas de dos obras cumbres de laRevolucin cientfica Sidereus Nuncius,Galilei, 1610. Principia Mathematica,Newton, 1687.Siglo XVIII: termodinmica y pticaA partir delSiglo XVIIIBoyleyYoungdesarrollaron latermodinmica. En1733Bernoullius argumentos estadsticos, junto con lamecnicaclsica, para extraer resultados de latermodinmica, iniciando lamecnica estadstica. En1798Thompsondemostr la conversin del trabajo mecnico encalory en1847Jouleformul la ley de conservacin de laenerga.En el campo de lapticael siglo XVIII comenz con la teora corpuscular de la luz deNewtonexpuesta en su famosa obraOpticks. Aunque las leyes bsicas de la ptica geomtrica haban sido descubiertas algunas dcadas antes, el siglo XVIII fue bueno en avances tcnicos en este campo producindose las primeras lentes acromticas, midindose por primera vez lavelocidad de la luzy descubriendo la naturaleza espectral de la luz. El siglo concluy con el clebreexperimento de Youngde1801en el que se pona de manifiesto lainterferenciade la luz demostrando la naturaleza ondulatoria de sta.Siglo XIX: electromagnetismo y estructura atmica[editar]La investigacin fsica de la primera mitad del siglo XIX estuvo dominada por el estudio de losfenmenosde laelectricidady elmagnetismo.Coulomb,Luigi Galvani,Faraday,Ohmy muchos otros fsicos famosos estudiaron los fenmenos dispares y contraintuitivos que se asocian a este campo. En1855Maxwellunific las leyes conocidas sobre el comportamiento de la electricidad y el magnetismo en una sola teora con un marco matemtico comn mostrando la naturaleza unida delelectromagnetismo. Los trabajos de Maxwell en elelectromagnetismose consideran frecuentemente equiparables a los descubrimientos de Newton sobre la gravitacin universal y se resumen con las conocidas,ecuaciones de Maxwell, un conjunto de cuatroecuacionescapaz de predecir y explicar todos los fenmenos electromagnticos clsicos. Una de las predicciones de esta teora era que laluzes unaonda electromagntica. Este descubrimiento de Maxwell proporcionara la posibilidad del desarrollo de laradiounas dcadas ms tarde porHeinrich Hertzen1888.En1895Roentgendescubri losrayos X,ondas electromagnticasdefrecuenciasmuy altas. Casi simultneamente,Henri Becquereldescubra laradioactividaden1896. Este campo se desarroll rpidamente con los trabajos posteriores dePierre Curie,Marie Curiey muchos otros, dando comienzo a lafsica nucleary al comienzo de la estructura microscpica de la materia.En1897Thomsondescubri elelectrn, la partcula elemental que transporta la corriente en los circuitos elctricos proponiendo en1904un primer modelo simplificado deltomo.Siglo XX: segunda revolucin de la fsica[editar]El siglo XX estuvo marcado por el desarrollo de la fsica como ciencia capaz de promover el desarrollo tecnolgico. A principios de este siglo los fsicos consideraban tener una visin casi completa de la naturaleza. Sin embargo pronto se produjeron dos revoluciones conceptuales de gran calado: El desarrollo de lateora de la relatividady el comienzo de lamecnica cuntica.En1905Albert Einstein, formul la teora de larelatividad especial, en la cual elespacioy eltiempose unifican en una sola entidad, elespacio-tiempo. La relatividad formula ecuaciones diferentes para la transformacin de movimientos cuando se observan desde distintos sistemas de referencia inerciales a aquellas dadas por la mecnica clsica. Ambas teoras coinciden a velocidades pequeas en relacin a la velocidad de la luz. En1915extendi la teora especial de la relatividad para explicar la gravedad, formulando lateora general de la relatividad, la cual sustituye a la ley de la gravitacin de Newton.En1911Rutherforddedujo la existencia de un ncleo atmico cargado positivamente a partir de experiencias de dispersin de partculas. A los componentes de carga positiva de este ncleo se les llamprotones. Losneutrones, que tambin forman parte del ncleo pero no poseen carga elctrica, los descubriChadwicken1932.En los primeros aos delSiglo XXPlanck,Einstein,Bohry otros desarrollaron lateora cunticaa fin de explicar resultados experimentales anmalos sobre la radiacin de los cuerpos. En esta teora, los niveles posibles de energa pasan a ser discretos. En1925Heisenbergy en1926SchrdingeryDiracformularon lamecnica cuntica, en la cual explican las teoras cunticas precedentes. En la mecnica cuntica, los resultados de las medidas fsicas sonprobabilsticos; la teora cuntica describe el clculo de estas probabilidades.La mecnica cuntica suministr las herramientas tericas para lafsica de la materia condensada, la cual estudia el comportamiento de losslidosy loslquidos, incluyendo fenmenos tales comoestructura cristalina,semiconductividadysuperconductividad. Entre los pioneros de la fsica de la materia condensada se incluyeBloch, el cual desarroll una descripcin mecano-cuntica del comportamiento de los electrones en las estructuras cristalinas (1928).Lateora cuntica de camposse formul para extender la mecnica cuntica de manera consistente con la teora especial de la relatividad. Alcanz su forma moderna a finales de los1940sgracias al trabajo deFeynman,Schwinger,TomonagayDyson. Ellos formularon la teora de laelectrodinmica cuntica, en la cual se describe la interaccin electromagntica. La teora cuntica de campos suministr las bases para el desarrollo de lafsica de partculas, la cual estudia las fuerzas fundamentales y las partculas elementales. En1954YangyMillsdesarrollaron las bases delmodelo estndar.Fsica del siglo XXILa fsica sigue enfrentndose a grandes retos, tanto de carcter prctico como terico, a comienzos del siglo XXI. El estudio de lossistemas complejosdominados por sistemas de ecuaciones no lineales, tal y como lameteorologao las propiedades cunticas de los materiales que han posibilitado el desarrollo de nuevos materiales con propiedades sorprendentes. A nivel terico laastrofsicaofrece una visin del mundo con numerosas preguntas abiertas en todos sus frentes, desde lacosmologahasta laformacin planetaria. La fsica terica contina sus intentos de encontrar una teora fsica capaz de unificar todas las fuerzas en un nico formulismo en lo que sera unateora del todo. Entre las teoras candidatas debemos citar a lateora de supercuerdas.