Si el mundo de la electrónica comprende la ciencia y la tecnología relacionadas con el movimiento de las partículas cargadas en un gas, en el vacío, o en un semiconductor, entonces la invención de la válvula de oscilación o tubo de vacío le dio a la tecnología inalámbrica su primer impulso y marcó el inicio de la nueva ciencia de la electrónica. Correspondió este honor al físico británico John Ambrose Fleming (1849-1945).
En 1899 Fleming se hizo consultante de la Compañía de Marconi. Por entonces la telegrafía inalámbrica se encontraba en su infancia y Marconi estaba experimentando constantes innovaciones para aumentar la distancia que podía alcanzarse. Fleming quedó absorbido con esta cuestión y comprendió que el principal problema provenía de la escasa sensibilidad del dispositivo detector de las señales. En noviembre de 1904 Fleming patentó su válvula de oscilación llamada así por la analogía observada con la válvula de un fluido que permite solo el movimiento del flujo en una sola dirección. El diodo de tubo de vacío, como mas comúnmente se conoció, estaba constituido por un filamento caliente que emite electrones de acuerdo con el efecto Edison y una placa, el ánodo, que es el colector de electrones. En este dispositivo la corriente circula sólo cuando esta placa es positiva respecto al cátodo. Si se aplica un potencial alterno a la placa, la corriente pasará por el tubo solamente durante la mitad positiva del ciclo, actuando así como rectificador. La válvula de Fleming fue el primer diodo que se utilizó en la radio como detector y rectificador.
El físico británico John Ambrose Fleming (1849-1945) sintió un interés inicial por la Química y dio sus primeros pasos en el laboratorio de Frankland, pero luego quedó fascinado al conocer de los trabajos de Maxwell y pasó a investigar en el campo de la electricidad y el magnetismo en Cambridge donde alcanzó el doctorado en ciencias. Unos años después trabajó en los laboratorios de Edison en los Estados Unidos y allí pudo conocer de primera mano el descubrimiento conocido como Efecto Edison que indicaba la emisión de electrones por un filamento caliente en un bulbo de iluminación.
A su regreso a Londres, en 1885 el Colegio Universitario de Londres (UCL) le solicitó fundara un nuevo departamento de Ingeniería Eléctrica, en el cual el se desempeñaría como profesor durante 41 años. Compartió la docencia universitaria con la investigación y en 1904, luego de identificar como uno de los problemas a resolver en la naciente industria de la telegrafía inalámbrica la pobre sensibilidad de los detectores, inventó el primer diodo que se utilizó en la radio como detector y rectificador.
Pero el más importante hito de los primeros tiempos de la electrónica llegó en 1906 cuando el físico e inventor estadounidense Lee De Forest (1873 – 1961) colocó un tercer electrodo, como una rejilla, en la válvula de Fleming, y así inventó el tubo triodo al que llamó audión. Un pequeño cambio en el voltaje de la rejilla provocaba un notable cambio en el voltaje de la placa. De modo que fue el audión el primer amplificador. Todavía debieron pasar cinco años para mejorar el vacío en el audión y añadir un revestimiento eficiente de oxido en el cátodo para obtener un dispositivo confiable. Este fortaleció la corriente a través del tubo, amplificando las débiles señales del telégrafo y también de la radio.
En los círculos británicos se ha creado cierto estado de opinión sobre la novedad de la patente de De Forest en relación con la válvula de Fleming. El inventor de la tecnología termoiónica disputó en las cortes la originalidad de la propuesta de De Forest y su opinión fue desestimada por los jueces.
En 1912 De Forest desarrolló un circuito de retroalimentación que podría incrementar la salida de un transmisor de radio y producir corriente alterna. Es difícil admitir la afirmación de que no apreció correctamente la importancia de su invención y por ello no solicitara la patente hasta 1915 cuando ya lo había hecho el profesor de la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Columbia, Edwin Howard Armstrong (1890- 1954). El circuito regenerador de Armstrong constituyó un progreso en la radiofonía porque podía amplificar débiles señales de radio sin distorsión. De Forest apeló ante los jueces y casi 20 años después la Corte falló a su favor pero en la comunidad de electrónicos el crédito le fue dado a Armstrong.
Ambos debieron hacer invenciones trascendentes en la tecnología de los medios de comunicación. De Forest en la década de los 20 encontró una forma de registrar el sonido sobre la cinta de la película. Esto llevó directamente a la creación de las imágenes animadas con movimiento y con sonido. Solicitó la patente en 1921 y le fue otorgada en 1924. Desde entonces intentó atraer la industria del cine hacia su tecnología y sin embargo los cineastas no mostraron interés. Irónicamente las primeras tentativas del cine hablado no usaron la patente de De Forest pero años después aplicaron su método.
Fuente : Geocities
domingo, 27 de enero de 2008
Los Avances En los Programas de exploración del Cosmos
Quizás ninguna otra empresa científica tenga una naturaleza interdisciplinaria tan marcada como la conquista del cosmos. Pero nadie duda que los vuelos espaciales exigieran el desarrollo de una ciencia y una ingeniería propia y que en estos progresos desempeñara un importante papel la Física, al tiempo que sus ideas se nutrieran de los resultados de esta soñada exploración.
El análisis del panorama político en que se desarrolla la conquista del cosmos desborda los propósitos de nuestro breve examen pero es imposible omitir que, a mediados del siglo, la lógica que presidía las relaciones entre las naciones más poderosas del planeta, determinó que en lugar de una eficaz colaboración entre las partes, la cosmonáutica naciera con un claro perfil de competencia que dividió los esfuerzos, tapió el intercambio de experiencias, multiplicó los gastos, y paralelamente alentó el desarrollo en espiral de programas y armas que "neutralizaran" al enemigo.
La guerra fría entre los bloques calentó las relaciones entre las naciones y los proyectos para la fabricación de cohetes portadores ambivalentes (empleados para las lanzaderas de las naves espaciales y de proyectiles intercontinentales) y el curso de programas tan irracionales como "la guerra de las galaxias", demandaron de enormes recursos que compitieron con la necesaria asistencia a los países subdesarrollados. Esta ayuda para el desarrollo hubiera seguramente saneado la atmósfera internacional y evitado tal vez el surgimiento de los focos de tensión que matizados por la frustración y el odio de pueblos y culturas hacia la irracionalidad de la civilización occidental derivaron hacia la dolorosa confrontación y las guerras "locales" del fin siglo.
Cuba pequeño país del Caribe, sumergida en esta confrontación, sufrió la hostilidad del gobierno de los Estados Unidos desde el propio nacimiento de la Revolución cubana y en el otro extremo de la cuerda apreció la solidaridad y ayuda recibida de la nación soviética. Esto explica que varias generaciones de cubanos aplaudieran los logros en materia de vuelos espaciales de la ciencia soviética en tanto las realizaciones de la astronáutica estadounidense encontraran en nuestro contexto una baja resonancia.
A continuación, pasaremos breve revista a los momentos principales de esta carrera, sus cabezas más visibles, los logros y fracasos, y las repercusiones más importantes hacia el desarrollo de la ciencia. No esconderemos el sesgo de nuestra pupila, pero intentaremos equilibrar las fuentes de información y mantener una objetividad que rara vez es encontrada en el tratamiento de estos temas.
Apenas 5 días antes de la invasión de un ejército mercenario por Playa Girón (Bahía de Cochinos), un 12 de abril de 1961 la noticia recorría el mundo: una nave espacial soviética con un cosmonauta a bordo había orbitado el planeta. En una hora y 48 minutos le había dado una vuelta a la Tierra pasando por encima de América, luego de África para caer finalmente en la Siberia. El joven piloto de franca sonrisa se llamaba Yuri y en una breve declaración desde la Vostok -1 había reclamado: "Pobladores del mundo, salvaguardemos esta belleza, no la destruyamos". En julio de ese mismo año
Gagarin visitó a Cuba, y en la multitudinaria concentración popular del 26, Fidel le impuso la Orden Playa Girón que lo convirtió en la primera persona en recibir esta distinción de la nación cubana.
Fuente : Geocities
El análisis del panorama político en que se desarrolla la conquista del cosmos desborda los propósitos de nuestro breve examen pero es imposible omitir que, a mediados del siglo, la lógica que presidía las relaciones entre las naciones más poderosas del planeta, determinó que en lugar de una eficaz colaboración entre las partes, la cosmonáutica naciera con un claro perfil de competencia que dividió los esfuerzos, tapió el intercambio de experiencias, multiplicó los gastos, y paralelamente alentó el desarrollo en espiral de programas y armas que "neutralizaran" al enemigo.
La guerra fría entre los bloques calentó las relaciones entre las naciones y los proyectos para la fabricación de cohetes portadores ambivalentes (empleados para las lanzaderas de las naves espaciales y de proyectiles intercontinentales) y el curso de programas tan irracionales como "la guerra de las galaxias", demandaron de enormes recursos que compitieron con la necesaria asistencia a los países subdesarrollados. Esta ayuda para el desarrollo hubiera seguramente saneado la atmósfera internacional y evitado tal vez el surgimiento de los focos de tensión que matizados por la frustración y el odio de pueblos y culturas hacia la irracionalidad de la civilización occidental derivaron hacia la dolorosa confrontación y las guerras "locales" del fin siglo.
Cuba pequeño país del Caribe, sumergida en esta confrontación, sufrió la hostilidad del gobierno de los Estados Unidos desde el propio nacimiento de la Revolución cubana y en el otro extremo de la cuerda apreció la solidaridad y ayuda recibida de la nación soviética. Esto explica que varias generaciones de cubanos aplaudieran los logros en materia de vuelos espaciales de la ciencia soviética en tanto las realizaciones de la astronáutica estadounidense encontraran en nuestro contexto una baja resonancia.
A continuación, pasaremos breve revista a los momentos principales de esta carrera, sus cabezas más visibles, los logros y fracasos, y las repercusiones más importantes hacia el desarrollo de la ciencia. No esconderemos el sesgo de nuestra pupila, pero intentaremos equilibrar las fuentes de información y mantener una objetividad que rara vez es encontrada en el tratamiento de estos temas.
Apenas 5 días antes de la invasión de un ejército mercenario por Playa Girón (Bahía de Cochinos), un 12 de abril de 1961 la noticia recorría el mundo: una nave espacial soviética con un cosmonauta a bordo había orbitado el planeta. En una hora y 48 minutos le había dado una vuelta a la Tierra pasando por encima de América, luego de África para caer finalmente en la Siberia. El joven piloto de franca sonrisa se llamaba Yuri y en una breve declaración desde la Vostok -1 había reclamado: "Pobladores del mundo, salvaguardemos esta belleza, no la destruyamos". En julio de ese mismo año
Gagarin visitó a Cuba, y en la multitudinaria concentración popular del 26, Fidel le impuso la Orden Playa Girón que lo convirtió en la primera persona en recibir esta distinción de la nación cubana.
Fuente : Geocities
Algunas Tecnologías Instrumentales derivadas de la teorías fisicas y su aplicación para solucionar Problemas trascendentes
Resumir en breves líneas los extraordinarios progresos alcanzados en el siglo XX en materia de tecnología derivadas de teorías físicas es tarea imposible. Reducimos nuestro propósito a esbozar algunas técnicas de avanzada que emergen de los resultados teóricos más brillantes nacidos y desarrollados en este siglo.
Cuando Roentgen descubre en 1895 los rayos de naturaleza entonces desconocida pero desde ya comprobada su alta capacidad de penetración pronto se aplica para obtener las primeras fotos de los huesos humanos. Su aplicación en Medicina encuentra una rápida difusión y en determinadas circunstancias históricas brilla en esta actividad la célebre Marie Curie. También con relativa rapidez se inaugura una época en que los rayos –X resultan útiles para analizar las sustancias cristalinas o los espectros de emisión de estas radiaciones por los elementos químicos permiten su identificación. Las páginas que siguen abordaran brevemente estos momentos.
Con el propósito de apoyar la candidatura para una plaza vacante en la Academia de Ciencias del eminente físico Edouard Branly (1844-1940), que representaba los valores del conservadurismo francés, la prensa reaccionaria francesa no dudó en dañar la imagen de la insigne científica de origen polaco, Marie Curie. El daño se hizo y la candidatura de Marie fue derrotada en 1910 por dos votos. Un año después a su regreso del Congreso Solvay en Bruselas, debió enfrentar una nueva ronda de odio esta vez "acusada" de sostener relaciones con el destacado físico francés Paul Langevin (1872 – 1946). Poco después recibiría la información de la Academia Nobel de haber recibido un segundo Premio, esta vez en la disciplina de Química. De cualquier forma en los primeros meses de 1912, sufrió primero una fuerte depresión nerviosa y luego debió someterse una operación de los riñones. Sólo a fines de este año Marie retornó al laboratorio después de casi 14 meses de ausencia. El escándalo había finalizado y la Academia de Ciencias estaba dispuesta a darle la bienvenida a la mujer que había sido dos veces laureada con un premio Nobel.
Pero pronto se pondría a prueba la estatura moral y el patriotismo verdadero que, durante el periodo de la guerra, iba a demostrar Marie por su nación de adopción. Por el otoño de 1914, cuando Alemania declaró la guerra a Francia, la construcción del Instituto de Radio había terminado pero la Curie no había trasladado aún su laboratorio para la nueva edificación. El trabajo del Instituto de Radio podría haber esperado por la restauración de la paz pero la Curie encontró formas de poner su conocimiento científico al servicio del país. En el Instituto de Radio, la Curie entrenó alrededor de 150 mujeres en la técnica de rayos – X que actuaron como asistentes en las unidades radiológicas móviles que fueron llevadas a las líneas del frente. Previamente había encabezado una campaña nacional para adaptar carros de aquellos tiempos como unidades radiológicas móviles que dieran una asistencia inmediata para el tratamiento de los heridos y fracturados en el campo de batalla. El uso de los rayos –X durante la guerra salvó las vidas de muchos heridos y redujo los sufrimientos de los que sufrieron fracturas de todo tipo.
Bajo la dirección de Curie el Instituto de Radio en París se convirtió en un centro mundial para el estudio de la radioactividad. Entre 1919 y el 1934, año en que fallece la Curie, los científicos del laboratorio publicaron más de 483 artículos y 31 libros y monografías. Hasta el final de su vida ella continúo sus estudios para aislar, purificar y concentrar el polonio y el actinio. Al mismo tiempo su trabajo estuvo íntimamente relacionado con la producción comercial de las sustancias radioactivas y muchas de sus aplicaciones en la ciencia, la industria y la medicina.
Cuando los servicios radiológicos ya estaban marchando establemente, Curie cambió su atención hacia el servicio de radioterapia. Comenzó entonces a usar una técnica desarrollada en Dublín para colectar radón, un gas radioactivo emitido continuamente por el radio. Trabajando sola y sin una protección adecuada Madame Curie pudo colectar el gas en ampolletas de vidrio selladas que eran así entregadas a los hospitales militares y civiles para que los médicos empleando agujas de platino lo inyectaran en la zona del cuerpo de los pacientes donde la radiación debía destruir el tejido enfermo. Se inauguraba la época de la radioterapia en la medicina.
El redescubrimiento de los rayos –X se produjo cuando el físico alemán Max von Laue (1879 – 1960) determina experimentalmente la longitud de onda de los rayos –X al estudiar los espectros de difracción que experimentan las sustancias cristalinas. Otros pioneros en el estudio de la estructura de los cristales mediante sus espectros de difracción de rayos –X fueron los físicos británicos, padre e hijo, William Henry Bragg (1862-1942) y William Lawrence Bragg (1890-1971). El primero fue profesor de Física de universidades inglesas y en el último tramo de su vida profesional ocupo la cátedra de Física de la Universidad de Londres. Su hijo le siguió los pasos en la investigación y juntos desarrollaron trascendentales estudios sobre la estructura cristalina de importantes sustancias del mundo inorgánico demostrando la utilidad de la técnica como herramienta de investigación para confirmar las teorías cristalográficas. En reconocimiento a los logros cosechados compartieron padre e hijo el premio Nobel de Física de 1915. Nunca antes ni después se ha repetido este acontecimiento. William Lawrence fue sucesor en la Universidad de Manchester del físico nuclear Ernest Rutherford y luego funda en Cambridge, en 1938 el laboratorio de Biología Molecular que se destacará en los próximos años por los estudios fundamentales que desarrolla que cubren todo una época.
Fuente : Geocities
Cuando Roentgen descubre en 1895 los rayos de naturaleza entonces desconocida pero desde ya comprobada su alta capacidad de penetración pronto se aplica para obtener las primeras fotos de los huesos humanos. Su aplicación en Medicina encuentra una rápida difusión y en determinadas circunstancias históricas brilla en esta actividad la célebre Marie Curie. También con relativa rapidez se inaugura una época en que los rayos –X resultan útiles para analizar las sustancias cristalinas o los espectros de emisión de estas radiaciones por los elementos químicos permiten su identificación. Las páginas que siguen abordaran brevemente estos momentos.
Con el propósito de apoyar la candidatura para una plaza vacante en la Academia de Ciencias del eminente físico Edouard Branly (1844-1940), que representaba los valores del conservadurismo francés, la prensa reaccionaria francesa no dudó en dañar la imagen de la insigne científica de origen polaco, Marie Curie. El daño se hizo y la candidatura de Marie fue derrotada en 1910 por dos votos. Un año después a su regreso del Congreso Solvay en Bruselas, debió enfrentar una nueva ronda de odio esta vez "acusada" de sostener relaciones con el destacado físico francés Paul Langevin (1872 – 1946). Poco después recibiría la información de la Academia Nobel de haber recibido un segundo Premio, esta vez en la disciplina de Química. De cualquier forma en los primeros meses de 1912, sufrió primero una fuerte depresión nerviosa y luego debió someterse una operación de los riñones. Sólo a fines de este año Marie retornó al laboratorio después de casi 14 meses de ausencia. El escándalo había finalizado y la Academia de Ciencias estaba dispuesta a darle la bienvenida a la mujer que había sido dos veces laureada con un premio Nobel.
Pero pronto se pondría a prueba la estatura moral y el patriotismo verdadero que, durante el periodo de la guerra, iba a demostrar Marie por su nación de adopción. Por el otoño de 1914, cuando Alemania declaró la guerra a Francia, la construcción del Instituto de Radio había terminado pero la Curie no había trasladado aún su laboratorio para la nueva edificación. El trabajo del Instituto de Radio podría haber esperado por la restauración de la paz pero la Curie encontró formas de poner su conocimiento científico al servicio del país. En el Instituto de Radio, la Curie entrenó alrededor de 150 mujeres en la técnica de rayos – X que actuaron como asistentes en las unidades radiológicas móviles que fueron llevadas a las líneas del frente. Previamente había encabezado una campaña nacional para adaptar carros de aquellos tiempos como unidades radiológicas móviles que dieran una asistencia inmediata para el tratamiento de los heridos y fracturados en el campo de batalla. El uso de los rayos –X durante la guerra salvó las vidas de muchos heridos y redujo los sufrimientos de los que sufrieron fracturas de todo tipo.
Bajo la dirección de Curie el Instituto de Radio en París se convirtió en un centro mundial para el estudio de la radioactividad. Entre 1919 y el 1934, año en que fallece la Curie, los científicos del laboratorio publicaron más de 483 artículos y 31 libros y monografías. Hasta el final de su vida ella continúo sus estudios para aislar, purificar y concentrar el polonio y el actinio. Al mismo tiempo su trabajo estuvo íntimamente relacionado con la producción comercial de las sustancias radioactivas y muchas de sus aplicaciones en la ciencia, la industria y la medicina.
Cuando los servicios radiológicos ya estaban marchando establemente, Curie cambió su atención hacia el servicio de radioterapia. Comenzó entonces a usar una técnica desarrollada en Dublín para colectar radón, un gas radioactivo emitido continuamente por el radio. Trabajando sola y sin una protección adecuada Madame Curie pudo colectar el gas en ampolletas de vidrio selladas que eran así entregadas a los hospitales militares y civiles para que los médicos empleando agujas de platino lo inyectaran en la zona del cuerpo de los pacientes donde la radiación debía destruir el tejido enfermo. Se inauguraba la época de la radioterapia en la medicina.
El redescubrimiento de los rayos –X se produjo cuando el físico alemán Max von Laue (1879 – 1960) determina experimentalmente la longitud de onda de los rayos –X al estudiar los espectros de difracción que experimentan las sustancias cristalinas. Otros pioneros en el estudio de la estructura de los cristales mediante sus espectros de difracción de rayos –X fueron los físicos británicos, padre e hijo, William Henry Bragg (1862-1942) y William Lawrence Bragg (1890-1971). El primero fue profesor de Física de universidades inglesas y en el último tramo de su vida profesional ocupo la cátedra de Física de la Universidad de Londres. Su hijo le siguió los pasos en la investigación y juntos desarrollaron trascendentales estudios sobre la estructura cristalina de importantes sustancias del mundo inorgánico demostrando la utilidad de la técnica como herramienta de investigación para confirmar las teorías cristalográficas. En reconocimiento a los logros cosechados compartieron padre e hijo el premio Nobel de Física de 1915. Nunca antes ni después se ha repetido este acontecimiento. William Lawrence fue sucesor en la Universidad de Manchester del físico nuclear Ernest Rutherford y luego funda en Cambridge, en 1938 el laboratorio de Biología Molecular que se destacará en los próximos años por los estudios fundamentales que desarrolla que cubren todo una época.
Fuente : Geocities
El empleo de la energía nuclear y la posición de la mayoría de la comunidad científica
Nueve años después de inventada la pila atómica, y a seis años del holocausto de Hiroshima y Nagasaki, científicos estadounidenses emplearon por primera vez la tecnología nuclear para generar electricidad. En 1951, bajo la supervisión de la Comisión de Energía Atómica se iniciaron las pruebas del funcionamiento de un reactor nuclear experimental instalado en una central eléctrica construida por los Laboratorios Nacionales Argonne en Idaho. El reactor experimental produjo energía suficiente para poner en funcionamiento su propio sistema de puesta en marcha; como llegaría a ser común en todas las plantas de energía atómica, el calor del núcleo haría hervir agua y el vapor impulsaría una turbina.
En 1954, los soviéticos abrieron la primera planta nuclear civil en Obninsk. La planta fue capaz de generar sólo 5 MW de energía eléctrica. La planta civil de Calder Hall representó la inauguración del programa nuclear británico en 1956. Pero la primera planta electronuclear comercial fue levantada en 1957 por la compañía Westinghouse en Shippingport, Pensilvania. Pronto empezaron a funcionar centrales nucleares en todo el mundo. Al finalizar la centuria las más de 400 centrales nucleares instaladas en 18 países generaban casi la quinta parte de la producción mundial, que se había decuplicado en la segunda mitad del siglo superando la astronómica cifra de 10 billones de kWh. Francia, líder mundial, producía el 75% de su generación eléctrica en plantas nucleares.
Enrico Fermi había mostrado virtudes relevantes como físico teórico y como investigador experimental liderando el grupo de la Universidad de Roma hasta que emigró de la Italia fascista hacia EEUU para evitar el sufrimiento de su esposa de origen judío. En la Universidad de Chicago, como parte del proyecto Mahanttan, inventó la manera de controlar la reacción de fisión nuclear. La pila atómica de Fermi es precursora de los reactores termonucleares para generar energía eléctrica. Una nueva fuente energética plantearía nuevos desafíos.
Fermi se opuso al desarrollo de los armamentos nucleares en la posguerra y su trágica desaparición, víctima de un cáncer cuando apenas cumplía los 53 años fue una sensible pérdida para la ciencia.
Fuente : Geocities
En 1954, los soviéticos abrieron la primera planta nuclear civil en Obninsk. La planta fue capaz de generar sólo 5 MW de energía eléctrica. La planta civil de Calder Hall representó la inauguración del programa nuclear británico en 1956. Pero la primera planta electronuclear comercial fue levantada en 1957 por la compañía Westinghouse en Shippingport, Pensilvania. Pronto empezaron a funcionar centrales nucleares en todo el mundo. Al finalizar la centuria las más de 400 centrales nucleares instaladas en 18 países generaban casi la quinta parte de la producción mundial, que se había decuplicado en la segunda mitad del siglo superando la astronómica cifra de 10 billones de kWh. Francia, líder mundial, producía el 75% de su generación eléctrica en plantas nucleares.
Enrico Fermi había mostrado virtudes relevantes como físico teórico y como investigador experimental liderando el grupo de la Universidad de Roma hasta que emigró de la Italia fascista hacia EEUU para evitar el sufrimiento de su esposa de origen judío. En la Universidad de Chicago, como parte del proyecto Mahanttan, inventó la manera de controlar la reacción de fisión nuclear. La pila atómica de Fermi es precursora de los reactores termonucleares para generar energía eléctrica. Una nueva fuente energética plantearía nuevos desafíos.
Fermi se opuso al desarrollo de los armamentos nucleares en la posguerra y su trágica desaparición, víctima de un cáncer cuando apenas cumplía los 53 años fue una sensible pérdida para la ciencia.
Fuente : Geocities
La desintegración radioactiva y la teoría del átomo nuclear
A continuación intentaremos llevar a cabo un breve recorrido por aquellos descubrimientos trascendentes de la estructura nuclear del átomo. Al hacerlo revelaremos el protagonismo de hombres de ciencias e instituciones élites en momentos cruciales vividos por la humanidad, asistiendo a conflictos de género, peligros de subsistencia, compromisos políticos, y en fin al drama de las ideas que los acompañó.
Casi desde estos primeros momentos comenzaron las tentativas por describir un modelo atómico. J.J. Thomson concibe inicialmente la carga positiva distribuida uniformemente por todo el átomo mientras los electrones en número que compensaba esta carga se encuentran en el interior de esta nube positiva. Un año más tarde, supone a los electrones en movimiento de tipo oscilatorio alrededor de ciertas posiciones de equilibrio dentro de la carga positiva distribuida en una esfera.
Luego de otros intentos para describir un modelo atómico que explicara el espectro de rayas y de bandas y el fenómeno de la radioactividad, aparece en 1911 la publicación del físico neozelandés Ernest Rutherford (1872 – 1937) "La dispersión por parte de la materia, de las partículas alfa y beta, y la estructura del átomo" en la que propone el modelo nuclear del átomo. Según Rutherford la carga positiva y prácticamente la masa del átomo se confinan en una porción muy reducida, 104 veces menor que las dimensiones del átomo, mientras los electrones quedan alojados en una envoltura extranuclear difusa. La carga positiva nuclear es igual a Ze, siendo e, la carga del electrón y Z aproximadamente la mitad del peso atómico.
Rutherford fue más allá y en diciembre de 1913 expone la hipótesis de que la carga nuclear es una constante fundamental que determina las propiedades químicas del átomo. Esta conjetura fue plenamente confirmada por su discípulo H. Moseley (1887 – 1915), quien demuestra experimentalmente la existencia en el átomo de una magnitud fundamental que se incrementa en una unidad al pasar al elemento siguiente en la Tabla Periódica. Esto puede explicarse si se admite que el número de orden del elemento en el sistema periódico, el número atómico, es igual a la carga nuclear.
Fuente: Geocities.
Casi desde estos primeros momentos comenzaron las tentativas por describir un modelo atómico. J.J. Thomson concibe inicialmente la carga positiva distribuida uniformemente por todo el átomo mientras los electrones en número que compensaba esta carga se encuentran en el interior de esta nube positiva. Un año más tarde, supone a los electrones en movimiento de tipo oscilatorio alrededor de ciertas posiciones de equilibrio dentro de la carga positiva distribuida en una esfera.
Luego de otros intentos para describir un modelo atómico que explicara el espectro de rayas y de bandas y el fenómeno de la radioactividad, aparece en 1911 la publicación del físico neozelandés Ernest Rutherford (1872 – 1937) "La dispersión por parte de la materia, de las partículas alfa y beta, y la estructura del átomo" en la que propone el modelo nuclear del átomo. Según Rutherford la carga positiva y prácticamente la masa del átomo se confinan en una porción muy reducida, 104 veces menor que las dimensiones del átomo, mientras los electrones quedan alojados en una envoltura extranuclear difusa. La carga positiva nuclear es igual a Ze, siendo e, la carga del electrón y Z aproximadamente la mitad del peso atómico.
Rutherford fue más allá y en diciembre de 1913 expone la hipótesis de que la carga nuclear es una constante fundamental que determina las propiedades químicas del átomo. Esta conjetura fue plenamente confirmada por su discípulo H. Moseley (1887 – 1915), quien demuestra experimentalmente la existencia en el átomo de una magnitud fundamental que se incrementa en una unidad al pasar al elemento siguiente en la Tabla Periódica. Esto puede explicarse si se admite que el número de orden del elemento en el sistema periódico, el número atómico, es igual a la carga nuclear.
Fuente: Geocities.
La Variabilidad del espacio-tiempo y la teoría de la relatividad
Las páginas que siguen hacen un vertiginoso recorrido por los principales momentos en la evolución de las ideas que traen nuevas nociones para las coordenadas esenciales de la existencia humana y cósmica: el tiempo y el espacio. En este otro extremo de la cuerda, el cuadro físico del mundo experimentaba una profunda reestructuración, en lo fundamental, por los trabajos del genio alemán Albert Einstein.
La teoría de la relatividad de Einstein es uno de los grandes logros de la Física contemporánea. Si la Mecánica de Newton representa en el siglo XVII el acto fundacional de la Física, la Mecánica Relativista desarrollada en este siglo provoca una nueva cosmovisión del universo y constituye lo que se ha dado en llamar un cambio paradigmático a partir de la interpretación dada por el físico Thomas Samuel Khun (1922-1996) en su clásico "Estructura de las Revoluciones Científicas".
De cualquier modo compartimos el criterio expresado por Steven Weinberg (Premio Nóbel de Física en 1979) en una retrospectiva sobre el trabajo de Kuhn:
"No es verdad que los científicos sean incapaces de conectarse con diferentes formas de mirar hacia atrás o hacia delante" y que después de una revolución científica ellos sean incapaces de comprender la ciencia que le precedió. Uno de los desplazamientos de paradigmas a los cuales Kuhn brinda mucha atención en "Estructura" es la sustitución al inicio de esta centuria de la Mecánica de Newton por la Mecánica relativista de Einstein. Pero en realidad, durante la educación de los nuevos físicos la primera cosa que les enseñamos es todavía la buena mecánica vieja de Newton, y ellos nunca olvidan como pensar en términos newtonianos, aunque después aprendan la teoría de la relatividad de Einstein. Kuhn mismo como profesor de Harvard, debe haber enseñado la mecánica de Newton a sus discípulos".
Einstein, en 1905, ya había demostrado al proponer la Teoría de la Relatividad Especial, que la Mecánica de Newton no tenía validez universal; demostró que si los cuerpos se mueven con velocidades comparables a la de la luz, entonces la Mecánica de Newton no puede describir los fenómenos correspondientes. La Teoría de la Relatividad es una generalización de la teoría newtoniana, que amplía su dominio de aplicación. Si en la Teoría de la Relatividad se consideran fenómenos en los cuales la velocidad de los cuerpos es mucho menor que la de la luz, como son la mayoría de los fenómenos cotidianos, entonces se recupera la mecánica de Newton. Es decir, la teoría newtoniana es un caso particular de la relativista, para velocidades muy pequeñas.
Fuente : Geocities
La teoría de la relatividad de Einstein es uno de los grandes logros de la Física contemporánea. Si la Mecánica de Newton representa en el siglo XVII el acto fundacional de la Física, la Mecánica Relativista desarrollada en este siglo provoca una nueva cosmovisión del universo y constituye lo que se ha dado en llamar un cambio paradigmático a partir de la interpretación dada por el físico Thomas Samuel Khun (1922-1996) en su clásico "Estructura de las Revoluciones Científicas".
De cualquier modo compartimos el criterio expresado por Steven Weinberg (Premio Nóbel de Física en 1979) en una retrospectiva sobre el trabajo de Kuhn:
"No es verdad que los científicos sean incapaces de conectarse con diferentes formas de mirar hacia atrás o hacia delante" y que después de una revolución científica ellos sean incapaces de comprender la ciencia que le precedió. Uno de los desplazamientos de paradigmas a los cuales Kuhn brinda mucha atención en "Estructura" es la sustitución al inicio de esta centuria de la Mecánica de Newton por la Mecánica relativista de Einstein. Pero en realidad, durante la educación de los nuevos físicos la primera cosa que les enseñamos es todavía la buena mecánica vieja de Newton, y ellos nunca olvidan como pensar en términos newtonianos, aunque después aprendan la teoría de la relatividad de Einstein. Kuhn mismo como profesor de Harvard, debe haber enseñado la mecánica de Newton a sus discípulos".
Einstein, en 1905, ya había demostrado al proponer la Teoría de la Relatividad Especial, que la Mecánica de Newton no tenía validez universal; demostró que si los cuerpos se mueven con velocidades comparables a la de la luz, entonces la Mecánica de Newton no puede describir los fenómenos correspondientes. La Teoría de la Relatividad es una generalización de la teoría newtoniana, que amplía su dominio de aplicación. Si en la Teoría de la Relatividad se consideran fenómenos en los cuales la velocidad de los cuerpos es mucho menor que la de la luz, como son la mayoría de los fenómenos cotidianos, entonces se recupera la mecánica de Newton. Es decir, la teoría newtoniana es un caso particular de la relativista, para velocidades muy pequeñas.
Fuente : Geocities
Desarrollo de la mecánica cuántica
El primer período en el desenvolvimiento meteórico de la Física Cuántica abarca desde el propio año inicial del siglo hasta 1913. Si tuviera que bautizarse esta etapa recurriendo a los protagonistas fundacionales, como el paradigma mecánico se reconoce como la época de Newton-Galileo, o la concepción electromagnética del mundo se asocia al par Faraday-Maxwell, habría que llamar a este momento histórico como el de Planck-Einstein-Rutherford-Bohr. Y al así hacerlo tendríamos en cuenta que ellos lideraron la búsqueda y solución de los problemas esenciales que condujeron a la teoría cuántica del átomo de Bohr.
La distribución de la energía en el espectro de emisión del cuerpo negro absoluto.
Max Planck (1858-1947) fue un pionero de las ideas de la cuantificación de la energía en los procesos de emisión de la radiación. La ecuación E= hυ lo inmortaliza a través de la constante universal h que recibe su nombre, constante de Planck. Su enorme prestigio hace que lo elijan en 1930 presidente de la Sociedad Científica alemana más importante, la Sociedad Kaiser Guillermo para el progreso de la ciencia. Sus críticas abiertas al régimen nazi le forzaron a abandonar la Sociedad a la cual regresa como presidente al terminar la Segunda Guerra Mundial. Hoy esta sociedad lleva su nombre, Sociedad Max Planck.
La elaboración de un modelo atómico constituido por partículas positivas y negativas.
La determinación de las leyes que rigen en los espectros de rayas y de bandas.
El surgimiento de las ideas de la cuantificación de la luz nace con el inicio del siglo XX. Los trabajos de Max Planck (1858 – 1947) al explicar el comportamiento de la radiación por temperatura del radiador ideal, considera la existencia de paquetes de energía que depende de la frecuencia de la radiación. Por primera vez la Física se encontró con las representaciones cuánticas que modificarían la faz de esta Ciencia.
La distribución de la energía en el espectro de emisión del cuerpo negro absoluto.
Max Planck (1858-1947) fue un pionero de las ideas de la cuantificación de la energía en los procesos de emisión de la radiación. La ecuación E= hυ lo inmortaliza a través de la constante universal h que recibe su nombre, constante de Planck. Su enorme prestigio hace que lo elijan en 1930 presidente de la Sociedad Científica alemana más importante, la Sociedad Kaiser Guillermo para el progreso de la ciencia. Sus críticas abiertas al régimen nazi le forzaron a abandonar la Sociedad a la cual regresa como presidente al terminar la Segunda Guerra Mundial. Hoy esta sociedad lleva su nombre, Sociedad Max Planck.
La elaboración de un modelo atómico constituido por partículas positivas y negativas.
La determinación de las leyes que rigen en los espectros de rayas y de bandas.
El surgimiento de las ideas de la cuantificación de la luz nace con el inicio del siglo XX. Los trabajos de Max Planck (1858 – 1947) al explicar el comportamiento de la radiación por temperatura del radiador ideal, considera la existencia de paquetes de energía que depende de la frecuencia de la radiación. Por primera vez la Física se encontró con las representaciones cuánticas que modificarían la faz de esta Ciencia.
Contexto mundial y algunos hitos en el ambito de las matemáticas
El siglo XX traería al escenario mundial dos grandes guerras que paradójicamente darían un impulso al desarrollo del conocimiento científico en aquellas áreas en que se advertían necesidades internas y principalmente con fines relacionados con la tecnología militar. Este desarrollo dio lugar, incluso, al holocausto nuclear de la década de los años cuarenta.
El progreso de las ciencias debió navegar en medio de tales circunstancias históricas. Desde inicios de la centuria comenzó a manifestarse la principal característica de su desarrollo consistente en la transformación, de producto social, elemento de la superestructura de la sociedad humana, en una fuerza productiva con rasgos muy especiales. Esta característica estuvo precedida por una explosión en el ritmo de la producción de los conocimientos científicos que alcanzó un crecimiento exponencial. Las relaciones Ciencia – Sociedad se hicieron más complicadas.
Un proceso de fortalecimiento de los nexos en la comunidad científica, que se habían iniciado con las Sociedades fundadas en el siglo XVIII, se advierte desde los comienzos del siglo, sufriendo en los períodos de duración de ambas guerras un inevitable debilitamiento. En este contexto se destacan los Congresos realizados en Bruselas, con el apoyo financiero del químico industrial belga Ernest Solvay (1838-1922), que congregaron a los más brillantes físicos de la época.
El Congreso Solvay de 1911 inaugura el reconocimiento de la comunidad científica a las ideas de la Teoría Cuántica, verdadera revolución en el campo de las Ciencias Físicas. En el transcurso del evento se arribó a un consenso de que la Física de Newton y Maxwell si bien explicaba satisfactoriamente los fenómenos macroscópicos era incapaz de interpretar los fenómenos de la interacción de la radiación con la sustancia, o las consecuencias de los movimientos microscópicos de los átomos en las propiedades macroscópicas. Para cumplir este último propósito era necesario recurrir a las ideas de la cuantificación. Ello demostraba la comprensión de la vanguardia de las Ciencias sobre el carácter temporal, histórico en la construcción del conocimiento científico.
Fuente : Geocities
El progreso de las ciencias debió navegar en medio de tales circunstancias históricas. Desde inicios de la centuria comenzó a manifestarse la principal característica de su desarrollo consistente en la transformación, de producto social, elemento de la superestructura de la sociedad humana, en una fuerza productiva con rasgos muy especiales. Esta característica estuvo precedida por una explosión en el ritmo de la producción de los conocimientos científicos que alcanzó un crecimiento exponencial. Las relaciones Ciencia – Sociedad se hicieron más complicadas.
Un proceso de fortalecimiento de los nexos en la comunidad científica, que se habían iniciado con las Sociedades fundadas en el siglo XVIII, se advierte desde los comienzos del siglo, sufriendo en los períodos de duración de ambas guerras un inevitable debilitamiento. En este contexto se destacan los Congresos realizados en Bruselas, con el apoyo financiero del químico industrial belga Ernest Solvay (1838-1922), que congregaron a los más brillantes físicos de la época.
El Congreso Solvay de 1911 inaugura el reconocimiento de la comunidad científica a las ideas de la Teoría Cuántica, verdadera revolución en el campo de las Ciencias Físicas. En el transcurso del evento se arribó a un consenso de que la Física de Newton y Maxwell si bien explicaba satisfactoriamente los fenómenos macroscópicos era incapaz de interpretar los fenómenos de la interacción de la radiación con la sustancia, o las consecuencias de los movimientos microscópicos de los átomos en las propiedades macroscópicas. Para cumplir este último propósito era necesario recurrir a las ideas de la cuantificación. Ello demostraba la comprensión de la vanguardia de las Ciencias sobre el carácter temporal, histórico en la construcción del conocimiento científico.
Fuente : Geocities
Historia de la física
Desde la más remota antigüedad las personas han tratado de comprender la naturaleza y los fenómenos que en ella se observan: el paso de las estaciones, el movimiento de los cuerpos y de los astros, los fenómenos climáticos, las propiedades de los materiales, etc. Las primeras explicaciones aparecieron en la antigüedad y se basaban en consideraciones puramente filosóficas, sin verificarse experimentalmente. Algunas interpretaciones falsas, como la hecha por Ptolomeo en su famoso "Almagesto" - "La Tierra está en el centro del Universo y alrededor de ella giran los astros" - perduraron durante siglos.
La revolución científica post-renacentista
Portadas de dos de las obras cumbres de la Revolución científica: El Sidereus Nuncius de Galileo Galilei y los Principia Mathematica de Isaac Newton.En el Siglo XVI Galileo fue pionero en el uso de experiencias para validar las teorías de la física. Se interesó en el movimiento de los astros y de los cuerpos. Usando instrumentos como el plano inclinado, descubrió la ley de la inercia de la dinámica, y con el uso de uno de los primeros telescopios observó que Júpiter tenía satélites girando a su alrededor y las manchas solares del Sol. Estas observaciones demostraban el modelo heliocéntrico de Nicolás Copérnico y el hecho de que los cuerpos celestes no son perfectos e inmutables. En la misma época, las observaciones de Tycho Brahe y los cálculos de Johannes Kepler permitieron establecer las leyes que gobiernan el movimiento de los planetas en el Sistema Solar.
En 1687 Newton publicó los Principios Matemáticos de la Naturaleza (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), una obra en la que se describen las leyes clásicas de la dinámica conocidas como: Leyes de Newton; y la ley de la gravitación universal de Newton. El primer grupo de leyes permitía explicar la dinámica de los cuerpos y hacer predicciones del movimiento y equilibrio de cuerpos, la segunda ley permitía demostrar las leyes de Kepler del movimiento de los planetas y explicar la gravedad terrestre (de aquí el nombre de gravedad universal). En esta época se puso de manifiesto uno de los principios básicos de la física, las leyes de la física son las mismas en cualquier punto del Universo. El desarrollo por Newton y Leibniz del cálculo matemático proporcionó las herramientas matemáticas para el desarrollo de la física como ciencia capaz de realizar predicciones. En esta época desarrollaron sus trabajos físicos como Robert Hooke y Christian Huygens estudiando las propiedades básicas de la materia y de la luz.
A finales del siglo XVII la física comienza a influir en el desarrollo tecnológico permitiendo a su vez un avance más rápido de la propia física. El desarrollo instrumental (telescopios, microscopios y otros instrumentos) y el desarrollo de experimentos cada vez más sofisticados permitieron obtener grandes éxitos como la medida de la masa de la Tierra en el experimento de la balanza de torsión. También aparecen las primeras sociedades científicas como la Royal Society en Londres en 1660 y la Académie des sciences en París en 1666 como instrumentos de comunicación e intercambio científico, teniendo en los primeros tiempos de ambas sociedades un papel preminente las ciencias físicas.
Siglo XVIII: Termodinámica y óptica [editar]A partir del Siglo XVIII Boyle, Young y otros desarrollaron la termodinámica. En 1733 Bernoulli usó argumentos estadísticos, junto con la mecánica clásica, para extraer resultados de la termodinámica, iniciando la mecánica estadística. En 1798 Thompson demostró la conversión del trabajo mecánico en calor y en 1847 Joule formuló la ley de conservación de la energía.
En el campo de la óptica el siglo comenzó con la teoría corpuscular de la luz de Newton expuesta en su famosa obra Opticks. Aunque las leyes básicas de la óptica geométrica habían sido descubiertas algunas décadas antes el siglo XVIII fue rico en avances técnicos en este campo produciéndose las primeras lentes acromáticas, midiéndose por primera vez la velocidad de la luz y descubriendo la naturaleza espectral de la luz. El siglo concluyó con el célebre experimento de Young de 1801 en el que se ponía de manifiesto la interferencia de la luz demostrando la naturaleza ondulatoria de ésta.
El Siglo XIX: Electromagnetismo y la estructura de la materia ,La investigación física de la primera mitad del siglo XIX estuvo dominada por el estudio de los fenómenos de la electricidad y el magnetismo. Coulomb, Luigi Galvani, Faraday, Ohm y muchos otros físicos famosos estudiaron los fenómenos dispares y contraintuitivos que se asocian a este campo. En 1855 Maxwell unificó las leyes conocidas sobre el comportamiento de la electricidad y el magnetismo en una sola teoría con un marco matemático común mostrando la naturaleza unida del electromagnetismo. Los trabajos de Maxwell en el electromagnetismo se consideran frecuentemente equiparables a los descubrimientos de Newton sobre la gravitación universal y se resumen con las conocidas, ecuaciones de Maxwell, un conjunto de cuatro ecuaciones capaz de predecir y explicar todos los fenómenos electromagnéticos clásicos. Una de las predicciones de esta teoría era que la luz es una onda electromagnética. Este descubrimiento de Maxwell proporcionaría la posibilidad del desarrollo de la radio unas décadas más tarde por Heinrich Hertz en 1888.
En 1895 Roentgen descubrió los rayos X, ondas electromagnéticas de frecuencias muy altas. Casi simultáneamente, Henri Becquerel descubría la radioactividad en 1896. Este campo se desarrolló rápidamente con los trabajos posteriores de Pierre Curie, Marie Curie y muchos otros, dando comienzo a la física nuclear y al comienzo de la estructura microscópica de la materia. En 1897 Thomson descubrió el electrón, la partícula elemental que transporta la corriente en los circuitos eléctricos proponiendo en 1904 un primer modelo simplificado del átomo.
El siglo XX: La segunda revolución de la física ,El siglo XX estuvo marcado por el desarrollo de la física como ciencia capaz de promover el desarrollo tecnológico. A principios de este siglo los físicos consideraban tener una visión casi completa de la naturaleza. Sin embargo pronto se produjeron dos revoluciones conceptuales de gran calado: El desarrollo de la teoría de la relatividad y el comienzo de la mecánica cuántica.
En 1905 Albert Einstein formuló la teoría de la relatividad especial, en la cual el espacio y el tiempo se unifican en una sola entidad, el espacio-tiempo. La relatividad formula ecuaciones diferentes para la transformación de movimientos cuando se observan desde distintos sistemas de referencia inerciales a aquellas dadas por la mecánica clásica. Ambas teorías coinciden a velocidades pequeñas en relación a la velocidad de la luz. En 1915 extendió la teoría especial de la relatividad para explicar la gravedad, formulando la teoría general de la relatividad, la cual sustituye a la ley de la gravitación de Newton.
En 1911 Rutherford dedujo la existencia de un núcleo atómico cargado positivamente a partir de experiencias de dispersión de partículas. A los componentes de carga positiva de este núcleo se les llamó protones. Los neutrones, que también forman parte del núcleo pero no poseen carga eléctrica, los descubrió Chadwick en 1932.
En los primeros años del Siglo XX Planck, Einstein, Bohr y otros desarrollaron la teoría cuántica a fin de explicar resultados experimentales anómalos sobre la radiación de los cuerpos. En esta teoría, los niveles posibles de energía pasan a ser discretos. En 1925 Heisenberg y en 1926 Schrödinger y Dirac formularon la mecánica cuántica, en la cual explican las teorías cuánticas precedentes. En la mecánica cuántica, los resultados de las medidas físicas son probabilísticos; la teoría cuántica describe el cálculo de estas probabilidades.
La mecánica cuántica suministró las herramientas teóricas para la física de la materia condensada, la cual estudia el comportamiento de los sólidos y los líquidos, incluyendo fenómenos tales como estructura cristalina, semiconductividad y superconductividad. Entre los pioneros de la física de la materia condensada se incluye Bloch, el cual desarrolló una descripción mecano-cuántica del comportamiento de los electrones en las estructuras cristalinas (1928).
La teoría cuántica de campos se formuló para extender la mecánica cuántica de manera consistente con la teoría especial de la relatividad. Alcanzó su forma moderna a finales de los 1940s gracias al trabajo de Feynman, Schwinger, Tomonaga y Dyson. Ellos formularon la teoría de la electrodinámica cuántica, en la cual se describe la interacción electromagnética.
La teoría cuántica de campos suministró las bases para el desarrollo de la física de partículas, la cual estudia las fuerzas fundamentales y las partículas elementales. En 1954 Yang y Mills desarrollaron las bases del modelo estándar. Este modelo se completó en los años 1970 y con él se describen casi todas las partículas elementales observadas.
La física del Siglo XXI ,La física sigue enfrentándose a grandes retos, tanto de carácter práctico como teórico, a comienzos del siglo XXI. El estudio de los sistemas complejos dominados por sistemas de ecuaciones no lineales, tal y como la meteorología o las propiedades cuánticas de los materiales que han posibilitado el desarrollo de nuevos materiales con propiedades sorprendentes. A nivel teórico la astrofísica ofrece una visión del mundo con numerosas preguntas abiertas en todos sus frentes, desde la cosmología hasta la formación planetaria. La física teórica continúa sus intentos de encontrar una teoría física capaz de unificar todas las fuerzas en un único formulismo en lo que sería una teoría del todo. Entre las teorías candidatas debemos citar a la teoría de supercuerdas.
Fuente : Wikipedia
La revolución científica post-renacentista
Portadas de dos de las obras cumbres de la Revolución científica: El Sidereus Nuncius de Galileo Galilei y los Principia Mathematica de Isaac Newton.En el Siglo XVI Galileo fue pionero en el uso de experiencias para validar las teorías de la física. Se interesó en el movimiento de los astros y de los cuerpos. Usando instrumentos como el plano inclinado, descubrió la ley de la inercia de la dinámica, y con el uso de uno de los primeros telescopios observó que Júpiter tenía satélites girando a su alrededor y las manchas solares del Sol. Estas observaciones demostraban el modelo heliocéntrico de Nicolás Copérnico y el hecho de que los cuerpos celestes no son perfectos e inmutables. En la misma época, las observaciones de Tycho Brahe y los cálculos de Johannes Kepler permitieron establecer las leyes que gobiernan el movimiento de los planetas en el Sistema Solar.
En 1687 Newton publicó los Principios Matemáticos de la Naturaleza (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), una obra en la que se describen las leyes clásicas de la dinámica conocidas como: Leyes de Newton; y la ley de la gravitación universal de Newton. El primer grupo de leyes permitía explicar la dinámica de los cuerpos y hacer predicciones del movimiento y equilibrio de cuerpos, la segunda ley permitía demostrar las leyes de Kepler del movimiento de los planetas y explicar la gravedad terrestre (de aquí el nombre de gravedad universal). En esta época se puso de manifiesto uno de los principios básicos de la física, las leyes de la física son las mismas en cualquier punto del Universo. El desarrollo por Newton y Leibniz del cálculo matemático proporcionó las herramientas matemáticas para el desarrollo de la física como ciencia capaz de realizar predicciones. En esta época desarrollaron sus trabajos físicos como Robert Hooke y Christian Huygens estudiando las propiedades básicas de la materia y de la luz.
A finales del siglo XVII la física comienza a influir en el desarrollo tecnológico permitiendo a su vez un avance más rápido de la propia física. El desarrollo instrumental (telescopios, microscopios y otros instrumentos) y el desarrollo de experimentos cada vez más sofisticados permitieron obtener grandes éxitos como la medida de la masa de la Tierra en el experimento de la balanza de torsión. También aparecen las primeras sociedades científicas como la Royal Society en Londres en 1660 y la Académie des sciences en París en 1666 como instrumentos de comunicación e intercambio científico, teniendo en los primeros tiempos de ambas sociedades un papel preminente las ciencias físicas.
Siglo XVIII: Termodinámica y óptica [editar]A partir del Siglo XVIII Boyle, Young y otros desarrollaron la termodinámica. En 1733 Bernoulli usó argumentos estadísticos, junto con la mecánica clásica, para extraer resultados de la termodinámica, iniciando la mecánica estadística. En 1798 Thompson demostró la conversión del trabajo mecánico en calor y en 1847 Joule formuló la ley de conservación de la energía.
En el campo de la óptica el siglo comenzó con la teoría corpuscular de la luz de Newton expuesta en su famosa obra Opticks. Aunque las leyes básicas de la óptica geométrica habían sido descubiertas algunas décadas antes el siglo XVIII fue rico en avances técnicos en este campo produciéndose las primeras lentes acromáticas, midiéndose por primera vez la velocidad de la luz y descubriendo la naturaleza espectral de la luz. El siglo concluyó con el célebre experimento de Young de 1801 en el que se ponía de manifiesto la interferencia de la luz demostrando la naturaleza ondulatoria de ésta.
El Siglo XIX: Electromagnetismo y la estructura de la materia ,La investigación física de la primera mitad del siglo XIX estuvo dominada por el estudio de los fenómenos de la electricidad y el magnetismo. Coulomb, Luigi Galvani, Faraday, Ohm y muchos otros físicos famosos estudiaron los fenómenos dispares y contraintuitivos que se asocian a este campo. En 1855 Maxwell unificó las leyes conocidas sobre el comportamiento de la electricidad y el magnetismo en una sola teoría con un marco matemático común mostrando la naturaleza unida del electromagnetismo. Los trabajos de Maxwell en el electromagnetismo se consideran frecuentemente equiparables a los descubrimientos de Newton sobre la gravitación universal y se resumen con las conocidas, ecuaciones de Maxwell, un conjunto de cuatro ecuaciones capaz de predecir y explicar todos los fenómenos electromagnéticos clásicos. Una de las predicciones de esta teoría era que la luz es una onda electromagnética. Este descubrimiento de Maxwell proporcionaría la posibilidad del desarrollo de la radio unas décadas más tarde por Heinrich Hertz en 1888.
En 1895 Roentgen descubrió los rayos X, ondas electromagnéticas de frecuencias muy altas. Casi simultáneamente, Henri Becquerel descubría la radioactividad en 1896. Este campo se desarrolló rápidamente con los trabajos posteriores de Pierre Curie, Marie Curie y muchos otros, dando comienzo a la física nuclear y al comienzo de la estructura microscópica de la materia. En 1897 Thomson descubrió el electrón, la partícula elemental que transporta la corriente en los circuitos eléctricos proponiendo en 1904 un primer modelo simplificado del átomo.
El siglo XX: La segunda revolución de la física ,El siglo XX estuvo marcado por el desarrollo de la física como ciencia capaz de promover el desarrollo tecnológico. A principios de este siglo los físicos consideraban tener una visión casi completa de la naturaleza. Sin embargo pronto se produjeron dos revoluciones conceptuales de gran calado: El desarrollo de la teoría de la relatividad y el comienzo de la mecánica cuántica.
En 1905 Albert Einstein formuló la teoría de la relatividad especial, en la cual el espacio y el tiempo se unifican en una sola entidad, el espacio-tiempo. La relatividad formula ecuaciones diferentes para la transformación de movimientos cuando se observan desde distintos sistemas de referencia inerciales a aquellas dadas por la mecánica clásica. Ambas teorías coinciden a velocidades pequeñas en relación a la velocidad de la luz. En 1915 extendió la teoría especial de la relatividad para explicar la gravedad, formulando la teoría general de la relatividad, la cual sustituye a la ley de la gravitación de Newton.
En 1911 Rutherford dedujo la existencia de un núcleo atómico cargado positivamente a partir de experiencias de dispersión de partículas. A los componentes de carga positiva de este núcleo se les llamó protones. Los neutrones, que también forman parte del núcleo pero no poseen carga eléctrica, los descubrió Chadwick en 1932.
En los primeros años del Siglo XX Planck, Einstein, Bohr y otros desarrollaron la teoría cuántica a fin de explicar resultados experimentales anómalos sobre la radiación de los cuerpos. En esta teoría, los niveles posibles de energía pasan a ser discretos. En 1925 Heisenberg y en 1926 Schrödinger y Dirac formularon la mecánica cuántica, en la cual explican las teorías cuánticas precedentes. En la mecánica cuántica, los resultados de las medidas físicas son probabilísticos; la teoría cuántica describe el cálculo de estas probabilidades.
La mecánica cuántica suministró las herramientas teóricas para la física de la materia condensada, la cual estudia el comportamiento de los sólidos y los líquidos, incluyendo fenómenos tales como estructura cristalina, semiconductividad y superconductividad. Entre los pioneros de la física de la materia condensada se incluye Bloch, el cual desarrolló una descripción mecano-cuántica del comportamiento de los electrones en las estructuras cristalinas (1928).
La teoría cuántica de campos se formuló para extender la mecánica cuántica de manera consistente con la teoría especial de la relatividad. Alcanzó su forma moderna a finales de los 1940s gracias al trabajo de Feynman, Schwinger, Tomonaga y Dyson. Ellos formularon la teoría de la electrodinámica cuántica, en la cual se describe la interacción electromagnética.
La teoría cuántica de campos suministró las bases para el desarrollo de la física de partículas, la cual estudia las fuerzas fundamentales y las partículas elementales. En 1954 Yang y Mills desarrollaron las bases del modelo estándar. Este modelo se completó en los años 1970 y con él se describen casi todas las partículas elementales observadas.
La física del Siglo XXI ,La física sigue enfrentándose a grandes retos, tanto de carácter práctico como teórico, a comienzos del siglo XXI. El estudio de los sistemas complejos dominados por sistemas de ecuaciones no lineales, tal y como la meteorología o las propiedades cuánticas de los materiales que han posibilitado el desarrollo de nuevos materiales con propiedades sorprendentes. A nivel teórico la astrofísica ofrece una visión del mundo con numerosas preguntas abiertas en todos sus frentes, desde la cosmología hasta la formación planetaria. La física teórica continúa sus intentos de encontrar una teoría física capaz de unificar todas las fuerzas en un único formulismo en lo que sería una teoría del todo. Entre las teorías candidatas debemos citar a la teoría de supercuerdas.
Fuente : Wikipedia
sábado, 26 de enero de 2008
miércoles, 23 de enero de 2008
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