F Sica Moderna



Física moderna

La física moderna tiene su origen a finales del siglo XIX.
Las leyes del movimiento de Newton junto con su ley de la gravitación universal, la teoría de Maxwell sobre la unificación de la electricidad y el magnetismo, así como las leyes de la termodinámica y la teoría cinética de los gases les permitían explicar una amplia variedad de fenómenos y resolver muchos problemasrelacionados con esos fenómenos.
Se hicieron varios descubrimientos que contribuyeron al origen de la física moderna. El experimento de Michelson-Morley, en 1887, para calcular la velocidad de la tierra respecto al éter. El espectro de la radiación el cuerpo negro y las capacidades caloríficas medidas en los sólidos y en los gases contradecían las predicciones de la termodinámica. Los espectros de losátomos no podían explicarse mediante la teoría electromagnética y el descubrimiento de la radiactividad y de los rayos X quedaron fuera de la física clásica.
El desarrollo de las teorías de la relatividad y de la física cuántica, al inicio del siglo XX, dieron la posibilidad de encontrar respuestas a las dudas que generaron los fenómenos descritos anteriormente. La aplicación de estas teorías ensistemas microscópicos como átomos, moléculas, núcleos y partículas elementales así como en los sistemas macroscópicos en estado sólido, líquido y gaseoso nos permitieron comprender mejor el comportamiento de la naturaleza y pudimos, en la última instancia, cambiar nuestra forma de vivir.














RELATIVIDAD

La teoría especial de la relatividad explica fenómenos físicos que tienen importantesconsecuencias como el retraso de los relojes y la contradicción de la longitud en marcos de referencia que se mueven con rapidez cercana a la de la luz, medidas por observadores en reposo. Asimismo, la teoría especial de la relatividad tiene aplicaciones muy importantes en el diseño de plantas nucleoeléctricas y en sistemas de posicionamiento global, los cuales no funcionarían si se diseñaran conprincipios no relativistas.
En 1905 Einstein publicó su teoría especial de la relatividad en la que trato solo con marcos de referencia inerciales, pero posteriormente, en 1915, trato el caso más complicado en el que los marcos de referencia se acelera, a continuación se muestran algunos antecedentes importantes de la teoría especial de la relatividad que elaboro Einstein.
Relatividad galileanaLas leyes de Newton son válidas en todos los marcos de referencia inerciales. Un marco de referencia inercial es aquel en el cual se observa que un objeto no se acelera cuando no actúa fuerza alguna sobre él. En palabras simples, cualquier marco de referencia que se mueve con rapidez constante respecto de uno inercial, también es un marco inercial, esto significa que los resultados de unexperimento efectuados en un vehículo que se mueve con rapidez constante, serán iguales a los resultados del mismo experimento efectuado en un vehículo en reposo. El enunciado que sintetiza lo anterior se conoce como principio de la relatividad galileana: Las leyes de la mecánica deben de ser las mismas en todos los marcos de referencia inerciales.
El éter
A finales del siglo XIX los físicos creían que alser la luz de naturaleza ondulatoria, debía existir un medio por el cual se pudiera desplazar. A tal medio se le llamo “éter”. El fenómeno de polarización de la luz había demostrado que esta es una onda transversal. Sin embargo, las vibraciones transversales solo existen en materia sólida. Así, el éter debía de ser de naturaleza sólida, si esto fuera cierto y como se consideraba que el éterllenaba todo el espacio, surgieron preguntas inmediatas: ¿Cómo podemos caminar sin encontrar resistencia alguna? Los físicos de la época resolvieron esta contradicción dándole al éter características muy especiales. El éter debía de ser un sólido transparente que podía transportar las ondas transversales y al mismo tiempo era un fluido perfecto que los planetas podían atravesar sin esfuerzo alguno....