La física a través del tiempo

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La física a través del tiempo por Mind Map: La física a través del tiempo

1. Los fenómenos eléctricos y magnéticos y su relación quedaron perfectamente explicados cuando J. C. Maxwell elaboró la formulación matemática de la teoría del campo electromagnético, que se sintetizan en las llamadas ecuaciones de Maxwell.

2. El experimento era lo bastante sensible para detectar —a partir de la interferencia entre dos haces de luz— una diferencia extremadamente pequeña. Sin embargo, los resultados fueron negativos: esto planteó un dilema para la física que no se resolvió hasta que Einstein formuló su teoría de la relatividad en 1905.

3. El famoso experimento de Michelson-Morley, realizado en 1887 por Michelson y por el químico estadounidense Edward Williams Morley con ayuda de un interferómetro, pretendía medir esta velocidad. Si la Tierra se desplazara a través de un éter estacionario debería observarse una diferencia en el tiempo empleado por la luz para recorrer una distancia determinada según que se desplazase de forma paralela o perpendicular al movimiento de la Tierra.

4. Los trabajos de Maxwell aportaron resultados importantes para la comprensión de la naturaleza de la luz, al demostrar que su origen es electromagnético: una onda luminosa corresponde a campos eléctricos y magnéticos oscilantes. Sus trabajos predijeron la existencia de luz no visible, y en la actualidad se sabe que las ondas o radiaciones electromagnéticas cubren todo un espectro, que empieza en los rayos gamma (véase Radiactividad), con longitudes de onda de 10-12 cm y aún menores, pasando por los rayos X, la luz visible y las microondas, hasta las ondas de radio, con longitudes de onda de hasta varios cientos de kilómetros. Maxwell también consiguió relacionar la velocidad de la luz en el vacío y en los diferentes medios con otras propiedades del espacio y la materia, de las que dependen los efectos eléctricos y magnéticos.

5. En la actualidad, la velocidad de la luz en el vacío se considera que es 299.792,46 km/s. En la materia, la velocidad es menor y varía con la frecuencia: este fenómeno se denomina dispersión.

6. El astrónomo danés Olaus Roemer fue el primero en medir la velocidad de la luz, en 1676. Roemer observó una aparente variación temporal entre los eclipses sucesivos de los satélites de Júpiter, que atribuyó a los cambios en la distancia entre la Tierra y Júpiter (según la posición de la primera en su órbita) y las consiguientes diferencias en el tiempo empleado por la luz para llegar a la Tierra. Sus medidas coincidían bastante con las observaciones más precisas realizadas en el siglo XIX por el físico francés Hippolyte Fizeau y con los trabajos del físico estadounidense Albert Michelson y sus colaboradores, que se extendieron hasta el siglo XX.

7. Cualquier teoría satisfactoria de la luz debe explicar su origen y desaparición y sus cambios de velocidad y dirección al atravesar diferentes medios. En el siglo XVII, Newton ofreció respuestas parciales a estas preguntas, basadas en una teoría corpuscular; el científico británico Robert Hooke y el astrónomo, matemático y físico holandés Christiaan Huygens propusieron teorías de tipo ondulatorio. No fue posible realizar ningún experimento cuyo resultado confirmara una u otra teoría hasta que, a principios del siglo XIX, el físico y médico británico Thomas Young demostró el fenómeno de la interferencia en la luz. El físico francés Augustin Jean Fresnel apoyó decisivamente la teoría ondulatoria

8. La aparente propagación lineal de la luz se conoce desde la antigüedad, y los griegos creían que la luz estaba formada por un flujo de corpúsculos, que Empedocles llamo “efluvios”. Sin embargo, había gran confusión sobre si estos corpúsculos procedían del ojo o del objeto observado. Los árabes desarrollaron alguna teorías sobre la luz y la visión e intentaron explicar la formación del arco iris. Galileo, en el siglo XVII, fracaso al intentar medir la velocidad del a luz, que el consideraba muy grande pero finita.

9. Los fenómenos eléctricos y los magnéticos volvieron a estudiarse conjuntamente cuando en 1819 H. Ch. Oersted observó que una corriente eléctrica producía efectos magnéticos. Diez años después, M. Faraday descubrió el fenómeno inverso: un campo magnético variable producía una corriente eléctrica.

10. Durante siglos, electricidad y magnetismo se confundieron. W. Gílbert (1544-1603) estableció diferencias claras entre ambos fenómenos al descubrir otras sustancias que, como el ámbar, atraían pequeños objetos al ser frotadas. Además, fue el primero en relacionar el funcionamiento de la brújula, usada desde el siglo XI, con la idea de que la Tierra es un imán gigantesco.

11. También se atribuye a Tales el descubrimiento de la magnetita, una piedra hallada en Magnesia (Asia Menor) capaz de atraer el hierro y otras piedras del mismo tipo. Este fenómeno recibió el nombre de magnetismo.

11.1. Franklin hasta 1751, Y las relaciones cuantitativas entre carga eléctrica y fuerza eléctrica las halló Ch. Coulomb hacia 1785. Los estudios posteriores incluyeron la corriente eléctrica gracias a que A. Volta construyó en 1800 el primer dispositivo capaz de producir una corriente eléctrica permanente: la pila de Volta.

12. Los avances en electricidad continuaron: O. V. Guericke (1602-1686) inventó la primera máquina que producía electricidad por frotamiento, Ch. F. du Fay (1698-1739) propuso la existencia de dos clases de electricidad, a las que llamó resinosa y vítrea... Sin embargo, la primera teoría general de la electricidad no la publicó B.

13. Entre los siglos VII y VI a. C., Tales de Mileto observó que el ámbar, una resina fósil, atraía objetos ligeros cuando se frotaba. Este fenómeno se llamó electricidad porque ámbar en griego es elektron.

14. Hace unos 500000 años el hombre aprendió a controlar el fuego y a utilizarlo para cocinar sus alimentos

15. LA FISICA

16. En los siglos siguientes, y durante toda la Edad Media, se produjeron evidentes adelantos en la construcción de distintas máquinas y se inició el aprovechamiento de las energías hidráulica y eólica.

17. En el siglo I, Herón de Alejandría escribió varios tratados de mecánica, en los que describía un sinfín de aparatos destinados a dirigir y aprovechar mejor el esfuerzo humano.

18. Sin embargo, hubo que esperar hasta 1543 para encontrar una teoría realmente revolucionaria: la teoría heliocéntrica de Copérnico (1473-1543). Quizá, el mayor divulgador del heliocentrismo fue Galileo Galilei (15641642). A él se debe también el primer estudio sistemático y experimental del movimiento de los cuerpos. Sus conclusiones, basadas en la experiencia, disiparon ideas erróneas admitidas desde los tiempos de Aristóteles

19. Con las mejoras introducidas por Kepler (1571-1630) en la teoría heliocéntrica, al término del siglo XVI ya se conocía cómo era el movimiento de los planetas alrededor del Sol.

19.1. La primera rama de la Física en desarrollarse fue la mecánica, que estudia el movimiento de los cuerpos y las fuerzas que lo provocan. Para facilitar el movimiento de los objetos el ser humano ha utilizado, desde tiempos remotos, las cinco máquinas simples (plano inclinado, cuña, tornillo, palanca y rueda).

20. Faltaba saber por qué los cuerpos celestes giraban unos al rededor de otros. Este paso de gigante en el conocimiento de la naturaleza fue efectuadopor el inglés Isaac Newton(1642-1727).

21. CALOR Y TERMODINÁMICA.

22. Desde entonces , siguió usándolo y sin embargo su naturaleza fue una incógnita durante siglos.

23. El químico J. Black fue el primer científico que profundizó en la naturaleza del calor. Llegó ala conclusión de que se trataba de un fluido invisible. Al que llamó calórico.

24. El calórico se introduce en los cuerpos aumentando la temperatura y puede ser medido de la misma forma en la que medimos el agua en un recipiente; si dos cuerpos se ponen en contacto , pasan calórico de uno a otro de modo semejante

25. La teoría del calórico fue aceptada hasta que , a fines del siglo XIII , se habría paso a una teoría diferente; por parte de B. Thompson , este observó que al tornear los cañones en la fundación ,los bloques de metal se calentaban muchísimo y después de cuidadosas medidas concluyó que el calor producido era consecuencia del trabajo mecánico realizado .

26. Años más tarde, J. R. Mayer y J. P. Joule demostraron experimentalmente que una cierta cantidad de trabajo se transforma siempre en una determinada cantidad de calor.

27. ELECTROMAGNETISMO

28. LUZ Y OPTICA

29. Empezó a admitirse comúnmente que el calor era una forma de manifestación de energía ; durante la segunda mitad del siglo XIX, L. Boltzmann , J. C. Maxwelft y J. W. Gibbs continuaron con el estudio sobre la naturaleza del calor , hasta llegar a la formulación de la teoría cinética del calor.