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La Física en el Periodo Moderno

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Diana Buatista

on 25 September 2014

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La Física
en el Periodo Moderno

Instituto Tecnologico Superior
de Poza Rica
M.C. Johana Maria Garcia Ortega
Fundamentos de Fisica
Tema 1.6
Integrantes del Equipo:
Bautista Espinosa Diana Laura
Bravo Lara Alexia
Fajardo Lopez Montserrat Anahi
Mota Agustin Claudia
Sanchez Hdz. Juan Carlos
Ing. en Gestion Empresarial
La física moderna tiene sus comienzos a principios del siglo XX. En la época cuando el alemán Max Planck investigó sobre el “cuanto” de energía. Planck decía que eran partículas de energía indivisibles. También explicaba 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. A esta rama de la Física también se le llama física cuántica. Anteriormente, la física clásica no servía para resolver todos 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.
Max Karl Ernst Ludwig Planck nació el 23 abril de 1858, en Kiel, Schleswig-Holstein, Alemania. Fue premiado con el Nobel y considerado el creador de la teoría cuántica. Albert Einstein dijo: "Era un hombre a quien le fue dado aportar al mundo una gran idea creadora". De esa idea creadora nació la física moderna.
Planck estudió en las universidades de Munich y Berlín. Fue nombrado profesor de física en la Universidad de Kiel en 1885, y desde 1889 hasta 1928 ocupó el mismo cargo en la Universidad de Berlín. En 1900 Planck formuló que la energía se radia en unidades pequeñas separadas
que llamamos cuantos.
Max Planck
Max Planck presentó su teoría cuántica en el año 1900, revolucionando la física moderna. Él demostró que la luz y la radiación no emiten continuamente en una cantidad constante de toda la materia. Planck sugirió que luz y radiación eran emitidas y absorbidas en distintas cantidades por diversas partículas subatómicas en toda la materia. Estos hallazgos se basaron en la observación cuidadosa de la radiación del cuerpo negro. Las frecuencias de la radiación de la materia mostraron que dependían de los átomos de energía conocidos como fotones. Planck había descubierto una fórmula matemática, apoyando la idea de que la energía es siempre emitida o absorbida en unidades discretas denominadas cuantos. Por lo tanto, la luz es producida y absorbida en diferentes cuantos dependiendo de la estructura atómica de la materia.
Teoria de Planck
Un quantum o cuanto es la menor
cantidad de energía que puede
transmitirse en cualquier longitud
de onda.
Considerado el creador de la teoría
cuántica, el físicoalemán Max
Planck enunció que la radiación
electromagnética se emite en
unidades discretas de energía denominadas quantum o quantos.
Para la física clásica, un oscilador de cierta frecuencia podía emitir cualquier parte de su cantidad total de energía sin importar su valor. En realidad, los cuantos o unidades de radiación son tan pequeños que la radiación nos parece continua.
Einstein, en 1905, explicó el efecto fotoeléctrico utilizando la teoría de los cuantos, admitiendo que la luz se traslada por el espacio en forma de cuantos. A este cuanto de radiación se le dio posteriormente el nombre de fotón.
¿Que es un cuanto de Energia?
Una medida inferior previsiblemente no puede ser tratada adecuadamente en los modelos de física actuales debido a la aparición de efectos de gravedad cuántica.
Es por eso que ahora la longitud de Planck forma parte del sistema de unidades natural, y se calcula a partir de tres constantes fundamentales: la velocidad de la luz, la constante de Planck y la constante gravitacional. Equivale a la distancia que recorre un fotón, viajando a la velocidad de la luz, en el tiempo de Planck.





donde c es la velocidad de la luz en el vacío, G es la constante de gravitación universal, y \hbar es la Constante de Planck reducida.
Los dos dígitos entre paréntesis son el error estándar estimado, asociado con el valor numérico reportado.

Unidades de Medida
Despues de Planck
Gracias a Planck hoy podemos desarrollar láseres, transistores, microscopios eléctricos y resonancias magnéticas, ya que la física cuántica se dedica a diversos fenómenos físicos a escala microscópica.
Algo muy importante son los transistores porque se utilizan para construir piezas de electrónica y ordenadores, lo que significa que sin Max Planck, tal vez no tendríamos ordenadores y los todos los dispositivos electrónicos que hacen nuestra vida más fácil.
Más tarde, los científicos y los físicos utilizan la Teoría Cuántica de Planck para desarrollar su propia teorías. Tambien esta La Sociedad Max Planck (ex Kaiser Wilhelm Sociedad), es un grupo de institutos que estudia diferentes campos de la física, es uno de los lugares de investigación más respetados e importantes en el mundo. No fue fundado por Planck, pero fue uno de los ex presidentes después de la Segunda Guerra Mundial y ayudó a reconstruir y reorganizar el instituto.

Descubrimientos importantes
de la Fisica Moderna
Wilhelm Rönsgen logra la primera radiografia experimentando con un tubo de rayos catódicos que había forrado en un grueso papel negro. se da cuenta que el tubo además emitía unos misteriosos rayos a los que llamo X , estos tenían la propiedad de penetrar los cuerpos opacos escepto el plomo.

Descubrimiento de los rayos X
(1895)

Joseph John Thomson determina que los rayos catódicos, observados en tubos vacíos bajo alto voltaje,son "cuerpos negativa mente cargados". Estos son los electrones, la primera u genuina partícula indivisible encontrada.

Descubrimiento del electrón


Albert Einstein publica su Teoría de la Relatividad Especial, la cual postula que nada puede moverse mas rápido que la luz, que el tiempo y el espacio no son absolutos, y que la materia y la energía son equivalentes.
E=mc2

Teoría de la relatividad
(1905)

Para explicar el rebote de las partículas alfa desde la delgada lamina de oro, Ernest Rutherford, propone el modelo nuclear del átomo.

Modelo nuclear del átomo
Bohr presenta su modelo atómico en que los electrones giran a grandes velocidades en órbitas circularías alrededor del núcleo ocupando la órbita de menor energia posible, esto es, la órbita mas cercana al núcleo.
Modelo Atómico de Niels Bohr
(1913)

Descubrimiento del Neutrón
(1932)

James Chadwick bombardea berilio con núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo constituyente del núcleo atómico junto con el protón.

Se inventa el plástico
(1930)
El químico alemán Hermann Staudinger muestra cómo las pequeñas moléculas forman cadenas de polímeros, estructura fundamental del plástico, y sugiere cómo hacer polímeros. En la Compañía E.I. du Pont de Nemours, el químico norteamericano Wallace Hume Carohers desarrolla el nylon y la goma sintética.
Investigó en un principio la química orgánica clásica, descubriendo un nuevo grupo, las cetonas, y realizando trabajos sobre los agentes aromáticos del café. Estudió la síntesis de diversos constituyentes de la pimienta y los insecticidas. Dedicó la mayor parte de sus estudios a las cadenas moleculares complejas, base de la industria del caucho y de las materias plásticas.
En 1922 Staudinger introdujo el término "macromolécula"
en la química y llegó a proponer la poco ortodoxa idea
de que no había ninguna razón por qué las moléculas
no podían llegar a cualquier tamaño que sea.

Aportaciones
Staudinger defendió su teoría a fondo en una tormentosa reunión de la Sociedad Química de Zurich en 1926 frente a sus críticos más importantes.
Contribuyó al desarrollo de los plásticos al demostrar la naturaleza química de las uniones que forman los grandes polímeros, y estableció la relación entre peso molecular y viscosidad.

Teoria de Staudinger
Libros

Introducción al Análisis Cualitativo Orgánica (1923, Química)
Tablas para las Conferencias de Química General e Inorgánica (1927, Química)
Los compuestos orgánicos de alto peso molecular, de caucho y Celulosa (1932, Química)


En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en el primer ser humano que camina en la Luna.

El ser humano llega a la Luna
(1969)
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.
Fisica del Periodo Moderno
en la Actualidad
Albert Einstein (Ulm, Alemania, 14 de marzo de 1879 – Princeton, Estados Unidos, 18 de abril de 1955) fue un físico de origen alemán, nacionalizado suizo y estadounidense. Está considerado como el científico más importante del siglo XX.

TEORIAS:
• En 1915 presentó la teoría de la relatividad general, en la que reformuló por completo el concepto de gravedad. Una de las consecuencias fue el surgimiento del estudio científico del origen y evolución del Universo por la rama de la física denominada cosmología.

• En el año 1950, expuso su Teoría de campo unificada en un artículo titulado «Sobre la teoría generalizada de la gravitación» (On the Generalized Theory of Gravitation) en la famosa revista Scientific American.
Aunque Albert Einstein fue mundialmente célebre por sus
trabajos en física teórica, paulitinamente fue aislándose
en su investigación, y sus intentos no
tuvieron éxito.

Albert Einstein
En 1905 escribio un articulo que se titulaba Un punto de vista heurístico sobre la producción y transformación de luz. En él Einstein proponía la idea de "quanto" de luz (ahora llamados fotones) y mostraba cómo se podía utilizar este concepto para explicar el efecto fotoeléctrico. La teoría de los cuantos de luz fue un fuerte indicio de la dualidad onda-corpúsculo y de que los sistemas físicos pueden mostrar tanto propiedades ondulatorias como corpusculares.
Equivalencia masa-energía
El cuarto artículo de aquel año se titulaba Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig y mostraba una deducción de la ecuación de la relatividad que relaciona masa y energía. En este artículo se exponía que "la variación de masa de un objeto que emite una energía L, es: donde V era la notación de la velocidad de la
luz usada por Einstein en 1905. Esta ecuación implica que la energía E de un
cuerpo en reposo es igual a su masa m multiplicada por
la velocidad de la luz al cuadrado:
Muestra cómo una partícula con masa posee un tipo
de energía, "energía en reposo", distinta de las
clásicas energía cinética
y energía potencial.
Unidades de
Medida
Publico un articulo titulado Sobre el movimiento requerido por la teoría cinética molecular del calor de pequeñas partículas suspendidas en un líquido estacionario, cubría sus estudios sobre el movimiento browniano.
El artículo explicaba el fenómeno haciendo uso de las estadísticas del movimiento térmico de los átomos individuales que forman un fluido.
Publico un articulo que se titulaba ("Sobre la electrodinámica de cuerpos en movimiento" .
En este artículo Einstein introducía la teoría de la relatividad especial estudiando el movimiento de los cuerpos y el electromagnetismo en ausencia de la fuerza de interacción gravitatoria.

Articulos
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