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Conceptos físicos fundamentales
Los conceptos físicos fundamentales son aquellos que aparecen en toda teoría física de la materia, y por tanto son conceptos que aparecen en teorías físicas muy diferentes que van desde la mecánica clásica a la teoría cuántica de campos pasando por la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica no-relativista. El carácter fundamental de estos conceptos serefleja precisamente en que están presentes en toda teoría física que describa razonablemente la materia, con independencia de los supuestos y simplificaciones introducidas.
Magnitudes fundamentales[editar · editar código]
Una magnitud física fundamental es aquella que aparece en la caracterización de un sistema físico con independencia de la teoría física general elegida. Los sistemas físicospresentan cambios a lo largo del tiempo y tienen localización en el espacio. Debido a que los sistemas físicos presentan esas características de localización en el espacio y evolución en el tiempo se les pueden asignar magnitudes físicas relacionadas con simetrías asociadas a la geometría del espacio y el tiempo, éstas son:
Energía, la energía total de un sistema puede definirse a partir del objetofundamental que describe dicho sistema el lagrangiano. Cuando las ecuaciones de movimiento que se pueden derivar a partir de dicho lagrangiano son idénticas para cualquier instante de tiempo considerado, entonces la energía total permanece constante y puede establecerse una ley de conservación de la energíapara dicho sistema.
Energía cinética, casi todos los sistemas físicos constan de partesaislables o localizadas que interactúan entre ellas, la energía cinética es una magnitud asociada al movimiento de cada una de estas partes. Normalmente la energía cinética no es una magnitud conservada o fija porque en su evolución temporal los sistemas pueden sufrir cambios que hacen que la energía menos la energía cinética (energía de interacción) no permanezca constante. La energía cinética es unamangitud importante tanto en la mecánica clásica, como la mecánica relativista, como en la mecánica cuántica no-relativista.
Si se considera la acción de grupos de simetría sobre un espacio-tiempo pueden definirse algunas magnitudes fundamentales más como:
Momento angular, está asociada a rotaciones, cuando el sistema presenta invariancia bajo transformaciones de rotación entonces puededefinirse una ley de conservación del momento angular, asociada al hecho de que cierta magnitud permanece invariable a lo largo de la evolución del sistema.
Momentum, está asociada a traslaciones, cuando el sistema presenta invariancia bajo traslaciones entonces puede definirse unaley de conservación del momentum, asociada al hecho de que cierta magnitud permanece invariable a lo largo de la evolucióndel sistema.
Otras dos propiedades importantes son:
Masa, aunque en mecánica clásica se la trata como una magnitud conservada, su conservación es sólo aproximada, y en el resto de teorías físicas, sólo la masa de las partículas fundamentales parece tener una significación física importante, de hecho, todas las partículas del mismo tipo siempre tienen la misma masa, lo cual se refleja en queel lagrangiano que describe dichas partículas contiene un término asociado a esa masa siempre de la misma forma.
Carga eléctrica, en todos los sistemas físicos conocidos es una magnitud conservada, asociada a cierta simetría interna, no asociada, por tanto, a relaciones puramente geométricas del espacio-tiempo.
Una magnitud de carácter estadístico sobre al estructura del sistema es la:
Entropía, otrapropiedad estadística importante que aparece en sistemas formados por un número muy grande de partículas es la entropía, que aparece tanto en mecánica estadística clásica como en mecánica estadística cuántica.
Entidades físicas[editar · editar código]
espacio-tiempo. La entidad más importante en física está constituida por las relaciones geométricas y de variación a lo largo del espacio y el...