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fisica

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diego facuse

on 24 October 2012

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La física determinista Recorrido historico de la fisica Introducción Para empezar Como se reliza este recorrido: La física se acerca a la explicación
de los fenómenos de la naturaleza de la manera mas precisa. El siguiente paso Pero luego... Asique en este trabajo se vera el recorrido histórico, y ver algunos ejemplos para ver la evolucion de esta gran rama. Desde la antigua grecia.
Pasando por Copernico y Galileo terminando con Newton. Constituye la unificación de la luz. Hacia fines del siglo xIx Este desarrollada por Newton y Maxwell Desarrollando el electromagnetismo Se dice que la física llega a su esplendor y parecía estar completa. Pero se supo que no llega a su esplendor a medida de los diferentes descubrimientos que se han ido realizando. EN consecuencia de todos estos nuevos descubrimientos, la teorias hechas y las creaciones, hace que las teorias anteriores sean superadas por las nuevas. Partiremos con este recorrido
con el gran Aristoteles Aristoteles Vivió en Grecia en el siglo IV antes de cristo Sobre el movimiento Hace las ideas sobre el movimiento se cree que son razonables y de sentido común, pero luego a medida que avancemos en este recorrido el sentido común fue sufriendo diferentes consecuencias en este recorrido. Todas las cosas constituidas por los cuatro elementos:
Fuego
Agua
Tierra
Aire Con cada elemento se ve la determinacion del peso de cada objeto. Movimiento natural Esta determinación se basa con el movimiento natural. Hacia abajo, están los mas pesados como la tierra y el agua

Hacia arriba, los mas livianos como el fuego y el aire. Leyes del movimiento Para que un cuerpo adquiera velocidad es necesario aplicar una fuerza mayor que la resistencia. Entonces... Para mover un cuerpo hay que ejercer tal fuerza para que se logre mover Segun Aristoteles, el movimiento hecha por el cuerpo adquiere una velocidad proporcional a la fuerza e inversamente proporcional a la resistencia. Resistencia La resistencia se provoca por un roze que se genera dependientes a la velocidad Critica a las leyes de Aristoteles Descripción de la caída de los cuerpos en las cercanías de la Tierra Aristoteles afirma que los cuerpos caen con una velocidad proporcional a su peso.
Esto quiere decir que el tiempo de caída de dos objetos de distinto peso el tiempo de caída seria inversamente proporcional a su peso Finalmente Se tubo que esperar muchos anos para que alguien validara esta teoría Según los cielos Según Aristoteles:

Los astros, hechos por un quinto elemento, el éter. Estos astros se mueven alrededor de la Tierra. En conclusión este dice que la Tierra es el centro del universo, algo que con el tiempo va hacer un error. Galileo Vivió entre 1564 y 1642 Aportes Método cientifico.

Unos de los fundadores de la física clásica

Logro avance sobre la física y cambiar conceptos errados anteriormente. Galileo apoyo la vision heliocéntrica y además aporto nuevas ideas. Inecrcia y relatividad... Pero antes: La adhesion de galileo Con la vision de Copernico, Galileo pudo hacer observaciones con telescopio estudiando los astros del espacio como las estrellas y la luna sacando conclusiones como que la Tierra gira en torno a su eje la rapidez en como se desplaza alrededor del sol.
Gracias a estos descubrimientos se fue avanzando en los conosimientos sobre como es el espacio y el comportamientos de los diferentes astros del espacio. Revisar la obra de Nicolás Copernico.
Su obra:
La rev. de las esferas celestes, desarrollando que el sol esta inmovil en el centro del universo y los planetas giran alrededor de el.

Importancia: se conoce que giran alrededor con distintos periodos, posiciones y velocidades. Estado natural Es mantener su velocidad, como por ejemplo, si el cuerpo esta en reposo se mantendra en reposo. Si contiene una cierta velocidad esa velocidad sera constante pero sin una acción externa.
Este importante principio se llamara inercia. Inercia Si un cuerpo es lanzado verticalmente hacia arriba desde la Tierra tiene inicialmente la misma velocidad horizontal que la Tierra.
Y como fue explicado anteriormente la inercia es que los cuerpos mantienen su velocidad constante pero sin que se utilize una fuerza externa. Teoría de la relatividad Galileo fue unos de los grandes científicos que comenzó con esta teoría. La obra de Newton Sus obras principales es sobre la física clásica Hace los principios sobre la filosofía natural Unifica el movimiento de los astros en la cercanía de la Tierra. Con esto desarrolla las leyes de movimiento y además postulando la ley gravitacional Los principia Axiomas o leyes del movimiento
Los movimientos de los cuerpos
El sistema del mundo Leyes del movimiento Ernst Mach: reformula leyes de Newton Toma la ley de accion y reaccion para definir el cociente de masas inerciales de dos objetos La manzana y la luna Newton describe: La caída de los cuerpos que están cerca de la Tierra Las orbitas de los planetas y de los cometas. Johannes Kepler Tres leyes que resumen la la observación de la trayectoria de los planetas Leyes de Kepler: 1. Los planetas se mueven en orbitas elípticas alrededor del sol. 2. La linea que une el planeta con el sol barre áreas iguales en igual tiempo 3. El cuadrado del periodo de revolución es proporcional al cubo de la distancia promedio al sol Newton describe la relación entre el movimiento de la luna y la caída de los cuerpos en las cercanias de la Tierra. Claro ejemplo, es el dejando caer una manzana Ley de gravitación: Fuerza de atracción entre el sol y los planetas es inversamente proporcional al cuadrado de distancia que los separa Predice los fenómenos que pueden ocurrir en el futuro.
Ej: Edmond Halley predice que un cometa pasara por la Tierra en .
Mecánica cuántica: Restricciones al determinismo Historia de unificaciones 1. Ámbar e imanes: la electricidad y magnetismo.
2. Los avances hasta el siglo XVIII
3. La primera senal. Ámbar Material con propiedades notables.
1. Piedras de magnetita.
2. Ámbar.
Los chinos utilizaban brújulas para orientarse, y estas brújulas tienen estos materiales Avances William Gilbert: Hace contribuciones a la electricidad y al magnetismo. Magnéticos: Son mas intenso, no le afecta la humedad del ambiente Electricidad Existe un aumento al frotamiento. La primera senal Hans Oersted: descubre relación entre electricidad y magnetismo.
Ley de Ampere: relación entre campo magnético y campo eléctrico. Causa de su descubrimiento: Al mover la aguja de una brújula cerca de un cable que conducía corriente eléctrica noto que la aguja se deflectaba hasta quedar en posición vertical, con esto relaciono el magnetismo y la electricidad, creándose el electromagnetismo La primera unificación Faraday: un genio intutivo Hizo el concepto de las lineas de fuerza.
Propuso descripción de la gravitación en términos de campos de fuerza. La electricidad y el magnetismo se unen para siempre Faraday construye elemento llamado dinamo que convierte energía mecánica en energía eléctrica.
Con esto se crean los motores eléctricos y generadores. Ley de Faraday: cuatro ecuaciones fundamentales del electromagnetismo. La segunda unificación: la óptica también se rinde Maxwell completa la teoría 1873: Su principal contribución fue notar que así como un campo magnético variable crea una corriente eléctrica, como cuando ocurre con un campo eléctrico que cambia en el tiempo. Ondas electromagnéticas: Heinrich Hertz: comprueba existencia de las ondas electromagnéticas. Que es la luz?: Newton decía que eran partículas de luz pero Huygens dice que son ondas.
Es de naturaleza ondulatoria porque hay difracción y interferencia. La óptica también se rinde: Nacimiento de la física cuántica y de las interpretaciones de la luz como un haz, llamado fotones. Diferentes formulas,
como las 4 ecuaciones de Marxwell, la fuerza de Lorentz , la atracción gravitatoria entre dos cuerpos y la ecuación de Newon Adiós a la física clásica La teoría de la relatividad, Michelson y Morley A base de las ecuaciones de Maxwell podemos predecir que las ondas electromagnéticas viajan a la velocidad de la luz.
En consecuencia Michelso y Morley (M&M) realizan un experimento midiendo la velocidad de la luz, pero se dan cuenta que los resultados son negativos ya que la luz no depende del sistema de referencia.
Con esto la física clásica entra en problemas. Los postulados de la relatividad especial 1905 Albert Einstein, resuelve este problema. Asume que el principio de relatividad y electromagnetismo, deberían ser validos y compatibles. Sacando conclusiones que la velocidad de la luz debería ser independiente al sistema de referencia. Baso sus teorías en dos postulados 1. La velocidad de la luz en el vacío es la misma en todos los sistemas inerciales.
2. Las leyes físicas tienen la misma forma en todos los sistemas inerciales. El primer postulado dice que se debe cambiar la manera galileana de sumar velocidades. El segundo postulado es el principio de la relatividad. Otras contribuciones Explicación efecto fotoeléctrico.
El movimiento browniano. Midiendo longitudes y tiempos: paradoja relativistas La constancia de la velocidad de la luz trae consecuencias sobre las nociones newtonianas de espacio y tiempo: estas dejan de ser absolutos para pasar a depender del observador. Dilatación del tiempo Contracción de longitudes Masa y energía son equivalentes Einstein: Demuestra teoría de que existen procesos naturales en los que una porción de la masa inicial se convierte en una cantidad de energía. La relatividad general y la expansión del universo 1907 Mejor idea de Einstein: Una persona en caída libre no siente su propio peso. En consecuencia, formula el principio de equivalencia, que se trata de que establece que es posible anular un campo gravitatorio uniforme moviéndose con aceleración constante.
Las ideas galileenas jugarían un papel fundamental, ya que a partir de este principio Einstein demostró que la presencia de materia modifica el paso del tiempo, y que también produce una deflexión en los rayos de luz. 1915 Presentó su teoría general de la relatividad.
En esta teoría, el espacio y el tiempo no solo son relativos sino que además son modificables. La presencia de grandes masas (sol) modifica el espacio y tiempo a su alrededor, y los objetos que se mueven en torno a ellos lo hacen con trayectorias mas simples como lo es la geodésica. Con esta teoría se puede predecir que el espacio esta en una constante expansión,
pero Einstein rechaza esa predicción ya que el mismo dice que el espacio es estático. 1929 Hubble, observo que la luz proveniente de las galaxias lejanas esta levemente corrida al rojo, con esto interpreto correctamente este resultado como debido a que se están alejando de nosotros. Ley de Hubble Establece que el corrimiento de rojo es proporcional a la distancia a la que se encuentra la galaxia. Mecánica cuántica Planck y la radiación de cuerpo negro Cuando un cuerpo es calentado emite radiación electromagnética en un amplio rango de frecuencias. El cuerpo negro (ideal) es aquel que además absorbe toda la radiación que llega a él sin reflejarla, de tal forma que solo emite la correspondiente a su temperatura.
Pero luego ocurre un problema, que en la parte teórica y luego en la practica los resultados experimentales diferían para altas frecuencias y es problema finalmente fue llamado "catástrofe ultravioleta".
Planck dice que este fenómeno tuvo que aceptar que la radiacion no era emitida de forma continua. Con esto Planck crea una constante, que se ha vuelto fundamental en la física moderna. 1905 Einstein utiliza lo planteado por Planck para poder explicar el efecto fotoeléctrico, con esto ganaria el premio nobel. El átomo de Bohr A partir de las ideas de PLanck, Niels Bohr aplicó con éxito la idea de cuantización a la estructura del átomo, logrando resolver el grave problema de la estabilidad en el modelo de Rutherford y explicando el espectro atómico con mucha precisión. Propuso: La energía del electrón ligado al núcleo atómico no puede ser cualquiera sino que solo toma ciertos valores discretos. Que en el llamado modelo de Bohr surgen a partir de exigir la cuantización del impulso angular en unidades de la constante de Planck Con esto se ve que existen ciertos orbitales estables en los cuales el electrón no emite radiación electromagnética y por lo tanto no pierde energía. Luego ocurre un conflicto por este modelo ya que dice que el espectro de luz observados en los elementos se debe al decaimiento de un electrón a una orbita de menor energía, emitiendo un fotón. Principio de exclusión de Pauli Este principio da solucion a la problemática que se hizo con el modelo de Bohr. Este principio dice que dos electrones con los mismos números cuánticos no pueden ocupar el mismo orbital.
Con esto se saca la conclusión que un electrón no puede subir o bajar de orbita por su perdida de energía ya que un estado cuando este completamente ocupado no hay lugar libre para otros electrones. Spin semi enteros llamado femiones, y con el spin entero son llamados bosones. La luz y la materia:ondas o partículas? Louis de Broglie pensó que si la radiación electromagnético se manifestaba en ocasiones como un fenómeno corpuscular debido a la cuantizacion de la energía en fotones, entonces se pudo ver que el electros a veces se manifestaba como un fenómeno ondulatorio.
Segun Boglie es posible asociar a cada partícula una longitud de onda cuántica dada por la relación entre la constante de Planck y el impulso lineal.
Luego se concluye que ni la materia ni la luz son ondas o partículas. Nace la mecánica cuántica A mediados de la década del 20 se logró plasmar tres cuadros teóricos completos que marcaron el nacimiento formal de la mecánica cuántica.
Estos fueron formulados por:
1. Edwin Srodinger
2. Werner Heisenberg
3. Paul Dirac Incerteza En primer lugar, solamente nos permite calcular las probabilidades de hallar una partícula en una cierta posición o estado. De tal forma que aun conociendo las condiciones iniciales de un determinado sistema no es posible predecir en que condiciones se encontrara luego, sino solamente cual es la probabilidad de hallarlo en ese determinado estado. La mecanica cuantica propone varios quiebres a los conceptos clasicos en los dominios subatomicos. En segundo lugar, no es posible determinar la posición y el impulso de una partícula con una precisión absoluta. Einstein juega a los dados Einstein estaba en desacuerdo con las implicancias de la mecánica cuántica, a esta causa se generaron varios debates públicos contra Bohr para aclarar como se interpretan los resultados de ciertos experimentos de la física cuántica. La unificación de dos teorías Shrodinger Ecuación que representa la versión de la mecánica cuántica Paul Dirac Logra formular la versión aceptada como correcta para loa fermiones. De que estamos hechos Segun los griegos Democrito postula la existencia de componentes minúsculas e indivisibles de la materia, a las que dieron el nombre de átomos.
Pero esta idea es rechazada por los griegos. Empédocles postula la existencia de cuatro elementos fundamentales: fuego, agua, tierra y aire, cada uno de ellos con un par de cualidades: húmedo, calor, frío y sequedad.
Con distintas combinaciones de estos elementos se podría comprender la composición y propiedades del planeta. Aristoteles completo el paradigma postulando un quinto elemento, el éter. Si bien hoy sabemos que esta caracterización de los elementos fundamentales son erróneos ya que sus estados son: liquido (agua), gas (aire), solido (tierra), plasma (fuego) y el condensado de Bose-Einstein (éter) Aparece el electrón 1897 Thomson descubrió al electrón, al observar que aplicando una diferencia de potencial a los átomos era posible arrancarles componente mucho mas livianas que la masa del átomo de hidrógeno y con carga eléctrica negativa.
Con esto propuso el primer modelo atómico llamado "pan dulce". Rutherford Especialista en partículas alfas resolvió estudiar la estructura de los átomos bombardeando lamina muy finas de oro con partículas alfa aceleradas hasta casi un décimo de la velocidad de la luz.
Con esto Rutherford se da cuenta de que el átomo tiene un núcleo ya que algunas partículas alfas se desviaban o rebotaban. Con esto postulo diferente cosas:
El átomo debería tener un núcleo muy pesado y pequeño en el cual se concentra la mayoría de la masa y de carga positiva.
Los electrones deberían estar girando alrededor del núcleo y además pudo precisar el tamaño del átomo. Partículas elementales de la materia Rutherford pudo aislar los componentes del núcleo; los protones (carga positiva) y los neutrones (sin carga eléctrica). Dice que ambas partículas tienen un tamaño diminuto pero no nulo. Protón Carga positiva.
Masa de 1,6726x10exp-24 Neutrón Sin carga.
Misma masa que el protón. Energía nuclear Esta energía se empezó a utilizar para la producción grandes de energía. Hacia fines de la década del 20 existían 3 partículas elementales:
Electrón
Protón
Neutrón El ´proceso mas utilizado es la fisión, basado en la propiedad de ciertos núcleos, cuyas masas son mayores a la suma de las masas de sus componentes. Partículas y antipartículas En 1928 Dirac presento su versión de la ecuación fundamental de la mecánica cuántica relativista.
Anderson descubrió una partícula con características idénticas al electrón pero con carga eléctrica opuesta, a la que se identifico con su antipartícula el positrón.
Años después se descubrieron nuevas partículas: El muon de propiedades similares al electrón pero mas pesado y el pión de características similares al protón pero es mas liviano. Opinión PERSONAL Tras ver el recorrido de la física he sabido lo importante que ha sido para nosotros y para entender todo lo que nos rodea. La física a tenido varias equivocaciones pero gracias a ellas se han podido restablecer cosas que no estaban claras. Hoy en nuestro mundo la física sigue aumentando y se siguen cuestionando cosas para luego desarrollarla para pillar la respuesta adecuada. También a los descubrimientos se deben a los grandes desarrollos tecnológicos que se fueron haciendo y por esos desarrollos se pudo ver la física con exactitud
Me gusto mucho este proyecto ya que conocí cosas de los cuales no tenia conocimiento, conocí diferente formas de ver las opiniones de los científicos o filósofos. Espero que mas adelante se hagan mas descubrimientos para seguir disfrutando la física. Michelson y Morley Michelso y Morley Los postulados de la relatividad Einstein resolvió el problema, asumió que el principio de relatividad y el electromagnetismo deberían ser validos y compatibles. Baso su teoría en dos postulados:
1. La velocidad de la luz en el vacío es la misma en todos los sistemas inerciales.
2. Las leyes fisicas tienen la misma forma en todos los sistemas inerciales.
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