Particula

1. La física [La física es una ciencia fundamental que tiene una profunda influencia en todas las otras ciencias. Por consiguiente, no sólo los estudiantes de física e ingeniería, sino todo aquel que piense seguir una carrera científica (biología, química y matemática) debe tener una completa comprensión de sus ideas fundamentales. (Alonso y Finn, 1, vii)]{Como muy bien dicen Alonso y Finn, todoaquel que piense seguir una carrera científica debería estudiar física. ¿Porqué no se estudia física en psicología? Este es otro ejemplo de la necesidad imperiosa de cambiar los planes de estudio de la psicología}[La palabra física viene del término griego que significa naturaleza, y por ello la física debía ser una ciencia dedicada al estudio de todos los fenómenos naturales. (Alonso y Finn, 1,2)]{La física es una ciencia muy compleja y desarrollada, pero a la vez muy simple, puesto que trata de las características más simples y fundamentales que son comunes a cualquier proceso, sistema, fenómeno, etc. Es la ciencia más general, puesto que sus principios son independientes de la naturaleza particular del objeto de estudio, y son válidos para cualquier fenómeno que se produzca en lanaturaleza.La simplicidad de la física reside en que sus principios fundamentales son únicamente dos. Efectivamente, todo lo que enseña la física acerca de la naturaleza puede resumirse en dos afirmaciones. Ahora bien, tales afirmaciones o principios distan mucho de ser obvios, y su comprensión requiere un importante esfuerzo y preparación conceptual. Por ejemplo, para su correcta comprensión esnecesaria una preparación matemática que permita el manejo de diversos conceptos matemáticos, tales como fuerza, trabajo, energía, etc. Decimos esto porque a menudo se tiene la impresión de que la física afirma muchas y complejas cosas, y uno difícilmente llega a comprender la verdadera enseñanza de la física.La física se estructura en diversas ramas o subdisciplinas. Desde un punto de vistaestrictamente teórico, la física se divide en dos áreas teóricas: la mecánica y la termodinámica. Las demás subdisciplinas tienen ya un carácter aplicado, como por ejemplo, la dinámica de fluidos, el electromagnetismo, la electrónica, la acústica, la física molecular, atómica y nuclear, la óptica, la química física, la física del estado sólido, etc. Todas ellas se fundamentan en la mecánica (clásica ycuántica) y la termodinámica.La mecánica teórica, tanto la clásica como la cuántica, trata exclusivamente de la comprensión del principio de la conservación de la energía. Este es el primer principio fundamental de la física, que permite explicar un gran número de propiedades de la naturaleza. En otras palabras, la mecánica nos enseña a comprender y a operar con el principio de la conservación de laenergía.La distinción entre mecánica clásica y mecánica cuántica reside en su ámbito de aplicación. Hasta que no se investigó la naturaleza íntima de la materia (su naturaleza atómica y subatómica), la formulación de la mecánica clásica era suficiente para la descripción de los fenómenos conocidos. Al empezar a investigar los fenómenos atómicos, se izo patente que la mecánica clásica era insuficientepara este campo de investigación. La mecánica cuántica surge para solventar este problema, de modo que la mecánica clásica queda incluida en la mecánica cuántica. La mecánica cuántica coincide con la mecánica clásica cuando se aplica a sistemas superiores al nuclear, es decir, a sistemas de escala natural o humana.La termodinámica tiene un nivel de integración teórica superior, puesto que trata dela comprensión del principio del incremento de la entropía y de su interrelación con el principio de la conservación de la energía (llamados respectivamente segundo principio y primer principio de la termodinámica). Por tanto, el análisis termodinámico integra la aplicación de los dos principios fundamentales de la física (incluye, por tanto, a la mecánica). Para los biólogos, la termodinámica...