Historia de la fisica
- 1. Física:(griego φύσισ (phisis), «naturaleza») actualmente se entiende como la ciencia natural que estudia las propiedades de la materia, la energía, el tiempo, el espacio y sus interacciones (fuerza).
- 2. Hace 7000 años, El hombre primitivo descubrió el fuego y sin saberlo creo energía, lo cual modifico las conductas y así poco a poco evoluciono. La primera actividad del hombre englobable dentro de la Física, fue mirar al cielo. Las grandes civilizaciones (chinos, babilonios, egipcios y mayas) estudiaron los astros, llegando a predecir eclipses, pero no lograron explicar los movimientos planetarios.
- 3. 400 a. C. Los Griegos empezaron a desarrollar teorías, sobre la posición del universo y como estaba constituido. Ptolomeo (II a. C) aporto descubrimientos en la óptica y planteo el movimiento planetario (“tierra en el centro, la luna y las estrellas girando en torno a ella en orbitas circulares.) Heraclides (II a. c) , propone la teoría sobre la rotación de la tierra sobre su propio eje. Arquímedes ( III a. C), creador de la estática de los cuerpos sólidos, de la ley de la palanca y de la hidrostática, en la cual destaca “el principio de Arquímedes”
- 4. Aristarco ( III a. c.) Propone la teoría sobre el giro de la tierra entorno al sol y calcula la distancia de la tierra al sol y de la tierra a la luna. Aristóteles (IV a. C.) , Creo los primeros fundamentos de la lógica y creo el concepto de movimiento (sus teorías fueron aceptadas hasta el siglo XIV). Empedocles ( V a. C.), Postula cuatro elementos o raíces del ser como principio de la materia : fuego, aire, tierra y agua. Tales de Mileto ( VI a. C.) Predijo un eclipse y describió las propiedades de la magnetita.
- 5. Eratóstenes, calcula el diámetro de la tierra. Leucipo (VI a. C) concebía el atomismo. Demócrito, desarrollo la teoría del atomismo decía que: “todo estaba formado por microscópicas partículas llamadas átomos”. Cleomedes ( VI a. c.) desarrolla la teoría sobre la refracción. Euclides, desarrolla la teoría sobre la luz y las leyes de la reflexión.
- 6. Inicia en el 476 con la caída del imperio romano. Santo Tomas de Aquino intento demostrar que las obras de Aristóteles y Platón eran comparables con las sagradas escrituras. Roger Bacón, defendió el método experimental como autentica base del conocimiento. Leonardo Da Vici (1478) primer obra “Madona Benois” La edad media termina en 1492 con el descubrimiento de América.
- 7. Gregorio Mendel fue un monje católico el cual describió las leyes, que dan origen la herencia genética. Principio de la uniformidad (1ª Ley): - "Cuando se cruzan dos individuos de raza pura, los híbridos resultantes son todos iguales.“ Principio de la segregación (2ª Ley): - "Ciertos individuos son capaces de transmitir un carácter aunque en ellos no se manifieste Principio de la transmisión independiente (3ª Ley): - Esta ley hace referencia al cruce poli híbrido (mono híbrido: cuando se considera un carácter; poli hibrido: cuando se consideran dos o más caracteres).
- 8. Surge el humanismo. Domingo de Soto (1474-1560) Relaciono la caída de los cuerpos con el movimiento de aceleración constante especificando que era igual para todos los cuerpos para cada punto del globo terrestre, siendo su valor : 9.8 m/s Nicolás Copérnico (1473- 1543) Rechaza axioma básico de la astronomía. Afirmo que el sol, debía ser considerado el centro del universo (“Teoría heliocéntrica”) que permitía explicar los movimientos de los cuerpos celestes.
- 9. Galileo (1564- 1642) Pionero en el uso de experimentos para validar algunas teorías usando un plano inclinado descubrió la ley de la inercia de la dinámica y descubre la reversibilidad del movimiento gravitatorio. Presenta conceptos de velocidad, aceleración, y caída de cuerpos. Ley de la inercia: - Afirma que un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza permanece en estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme. Principio de Relatividad : - Afirma la identidad de las propiedades del tiempo y del espacio en todos los sistemas de referencia galileanos, así como la equivalencia de todas las leyes de la mecánica.
- 10. Kepler (1618) Enunció sus tres leyes en las que definitivamente rompía con la teoría geocéntrica y situaba al Sol en el centro del Sistema Solar. No sólo eso, sino que las órbitas de los planetas no seguían trayectorias circulares, sino elípticas. 1ª Ley (1609 d.C.) - Todos los planetas se desplazan alrededor del Sol describiendo órbitas elípticas, estando el Sol situado en uno de los focos de la elipse. 2ª Ley (1609 d. C.) - El radio vector que une el planeta y el Sol barre áreas iguales en tiempos iguales. 3ª Ley (1618 d.C.) - Para cualquier planeta, el cuadrado de su periodo orbital (tiempo que tarda en dar una vuelta alrededor del Sol) es directamente proporcional al cubo de la distancia media al Sol.
- 11. Newton (1642-1727) Formulo las leyes clásicas de la dinámica y la ley de la gravitación universal, invento el calculo diferencial e integral y separo la blanca luz en sus colores constituyentes. 1ª Ley - Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que otros cuerpos actúen sobre él. 2ª Ley - La variación del momento lineal de un cuerpo es proporcional a la resultante total de las fuerzas actuando sobre dicho cuerpo y se produce en la dirección en que actúan las fuerzas. 3ª Ley - Por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, éste realiza una fuerza igual pero de sentido opuesto sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma: Las fuerzas siempre se presentan en pares de igual magnitud y sentido opuesto.
- 12. Siglo XVIII Se da el desarrollo de la Termodinámica, Mecánica estadística y Física de fluidos. 1855 Maxwell unifica la teoría del electromagnetismo. 1895 Se descubren los rayos X y se estudian sus propiedades, Wilhelm Röntgen logra la primera radiografía experimentando con un tubo de rayos catódicos que había forrado en un grueso papel negro. 1896 Se descubre la radioactividad y se aísla el radio. 1897 Se descubre el electrón, Joseph John Thomson determina que los rayos catódicos, observados en tubos vacíos bajo alto voltaje, son “cuerpos negativamente cargados”. Son los electrones, la primera y genuina partícula indivisible encontrada.
- 13. 1898, El físico francés Henri Becquerel descubre que el uranio emite una penetrante radiación. Dos años más tarde, sus colegas Marie y Pierre Curie comenzaron a aislar el radio, con sus emisiones positivas (alfa), negativas (beta) y neutras (gama). 1900 Max Planck propone el quantum de energía. Para explicar los colores del calor de la materia incandescente y asumió que la emisión y absorción de radiación ocurre en cantidades discretas y cuantificadas de energía. Su idea marcó el inicio de la teoría cuántica de la materia y la luz. 1901 Las ondas electromagnéticas cruzan el océano, Guglielmo Marconi, un inventor italiano, genera ondas de radio que son detectadas cruzando el océano Atlántico. Después de unos pocos años, la radio es ampliamente usada por los barcos en el mar.
- 14. 1905 Se propone la dualidad onda-partícula de la luz Albert Einstein propone que la luz, que tiene propiedades de onda, también estaba formada por paquetes de energía cuantificados y discretos, que más tarde fueron llamados fotones. Este modelo explica el efecto fotoeléctrico, en que la luz "expulsa" electrones de una placa de metal. La teoría de la relatividad redefine el tiempo y el espacio Albert Einstein publica su teoría de la relatividad especial, donde postula que nada puede moverse más rápido que la luz, que el tiempo y el espacio no son absolutos, y que la materia y la energía son equivalentes (E=mc2).
- 15. 1908 Se clasifican las estrellas, Ejnar Hertzsprung y Henry Norris Russell correlacionan la energía emitida por una estrella con su temperatura. Esto ordena los tipos estelares desde las gigantes rojas hasta las enanas blancas, y permite la comprensión de cómo las estrellas nacen y mueren. 1911 Se propone el modelo nuclear del átomo. Ernest Rutherford, propone el modelo nuclear del átomo para explicar el "rebote" de las partículas alfa desde una delgada lámina de oro. 1912 Se revela la estructura atómica de cristales. La técnica de la cristalografía de rayos X, desarrollada por el equipo de William y Henry Lawrence Bragg, muestra que la simetría de los cristales sólidos revela la disposición de los átomos.
- 16. 1913 Se expone el modelo de átomo de Niels Bohr, en el que los electrones giran a grandes velocidades en órbitas circulares alrededor del núcleo ocupando la órbita de menor energía posible, esto es, la órbita más cercana al núcleo. La teoría cuántica explica el espectro del hidrógeno y Niels Bohr usa la idea del quantum para predecir la longitud de onda de la luz emitida por el hidrógeno incandescente, que la física clásica no logra explicar. 1915 La teoría de la relatividad general reemplaza la ley de gravedad de Newton, Albert Einstein extendió su teoría especial para describir la gravedad como una propiedad inherente al espacio-tiempo de cuatro dimensiones. Einstein reemplaza la ley de gravedad de Newton por una ecuación que explica la gravitación como una curvatura del espacio-tiempo. 1916 Se determina la magnitud de la constante cuántica. El norteamericano Robert Millikan usa el efecto fotoeléctrico que Einstein explicó en 1905, para medir h, la constante matemática introducida por Max Planck para definir su quantum de energía, que es: 6,626 x 10-34 joule-segundo.
- 17. 1917 El telescopio del Monte Wilson comienza sus operaciones. Un telescopio con un espejo de 100 pulgadas (el más grande por 30 años) es instalado en la cima del Monte Wilson, en California. 1919 Durante un eclipse solar se comprueba la deflexión de la luz por el campo gravitacional, tal como predijo la teoría de la relatividad general. De acuerdo con la teoría de la relatividad general de Einstein, la gravedad curva el espacio y desvía los haces de luz. 1922 La teoría de la relatividad general predice un universo expansivo. Aunque Einstein en un principio rechazó el resultado, su teoría de la relatividad general predijo que todo el espacio-tiempo se expande, como señaló el matemático y meteorólogo soviético Alexander Friedmann.
- 18. 1923 Se confirma la dualidad onda-partícula de la luz. El físico norteamericano Arthur Holly Compton observa que en sus interacciones con electrones, las ondas electromagnéticas se comportan como partículas. 1924 Se publica el cohete en el espacio interplanetario. Hermann Obert muestra cómo un cohete puede desarrollar suficiente velocidad de salida para vencer la atracción gravitacional de la Tierra. 1925 Se formulan nuevos fundamentos para la mecánica cuántica. Werner Heisenberg aplica el concepto matemático de matrices para dar cuenta de los cuantos de luz discretos emitidos y absorbidos por los átomos.
- 19. 1926 Se desarrolla la televisión y se transmite una señal sobre el océano, John Baird transmite la primera imagen de televisión de objetos en movimiento. 1927 Se prueba la dualidad onda-partícula de la materia, Clinton Davisson y Lester Germer, muestran que los electrones "rebotan" desde una hilera de átomos en un cristal de níquel de manera que las ondas de luz se reflejan y difractan desde una superficie corrugada. 1927 Werner Heisenberg propone el principio cuántico de incertidumbre. 1927 Se postula que el universo comenzó desde un único evento. Georges Lemaitre, concluye que el universo comenzó su expansión desde un pequeño y caliente “huevo cósmico”. Este es el origen de la teoría del Big Bang.
- 20. 1928 Se descubre una nueva interacción entre la luz y la materia, Chandrasekhara Venkata Raman encuentra que un haz de luz cambia su longitud de onda si es desviado por la materia. Con la llegada del láser, rápidamente se logra una importante herramienta para el estudio de los materiales orgánicos e inorgánicos. 1929 Se demuestra la actividad eléctrica en células nerviosas. El neurofisiólogo británico Edgar Adrian usa instrumentos electrónicos como el osciloscopio para detectar eventos eléctricos en nervios y células cerebrales. 1930 Se inventa el motor de reacción a chorro Frank White, un ingeniero aeronáutico británico, patenta el primer motor de reacción a chorro, que sería testeado en un vuelo de prueba en 1941.
- 21. 1932 Se descubre el neutrón. El físico británico James Chadwick bombardea berilio con núcleos de helio y encuentra el neutrón, el segundo constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta partícula eléctricamente neutra se puede usar para bombardear y probar el núcleo. 1932 Se encuentra la primera antipartícula. El físico norteamericano Carl D. Anderson examina los rastros dejados por un rayo de partículas cósmicas en una cámara de niebla. 1934 Se producen isótopos radioactivos artificiales Irène Joliot-Curie y Frédéric Joliot-Curie, bombardean aluminio con núcleos de helio para producir un isótopo radioactivo artificial: fósforo-30.
- 22. 1936 El sonido se graba en una cinta magnética. El dispositivo llamado “magnetófono” usa cinta magnética ―primero fabricado de polvo magnético aplicado a una tira de papel― para grabar un concierto dirigido por Sir Thomas Beecham. 1937 Se encuentra un “electrón pesado” Entre los rayos cósmicos examinados en una cámara de niebla, Carl D. Anderson y Seth Neddermeyer encuentran el muón, una partícula elemental 200 veces más masiva que un electrón. 1938 Se observa la fisión nuclear en el uranio, Otto Hahn y Fritz Strassmann detectaron "elementos livianos" en el uranio irradiado con neutrones.
- 23. 1939 Se construye la primera radio de frecuencia modulada (FM)La estación FM WKCR introduce la radio libre de estática en Nueva York. 1939 Vuela el primer helicóptero diseñado para la producción en masa. 1942 Se usa el microscopio de electrones para examinar un virus. Los electrones, debido a su comportamiento ondulatorio, tienen asociada una longitud de onda. En el microscopio electrónico, inventado por el ingeniero alemán Ernst Ruska, un haz de electrones de onda corta examina una muestra con más alta resolución que la que puede ser obtenida con un microscopio óptico.
- 24. 1942 Comienza a operar el primer reactor nuclear. Enrico Fermi inició la primera reacción en cadena de fisión nuclear controlada, en una “pila atómica” que contenía uranio y grafito. 1942 Se produce el elemento plutonio y se aísla el uranio–235. El plutonio-239 y el uranio-235 llegaron a ser esenciales para la producción de la bomba atómica. 1944 Se resuelve un problema básico de magnetismo. El químico Lars Onsager desarrolla una ingeniosa descripción matemática del modelo Ising, una simulación en dos dimensiones de un magneto compuesto por muchos pequeños magnetos atómicos.
- 25. 1946 Se inventa la datación con carbono (carbono 14)El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el decaimiento del carbono 14 radiactivo. 1946 Se completa el primer computador electrónico digital programable. El computador ENIAC (iniciales en inglés de Integrador y Comparador Numérico Electrónico), basado en tubos al vacío. Sus características básicas son: una máquina electrónica, digital y programable, características que aun son esenciales en los modernos computadores. 1948 Se formula la teoría moderna de luz y electrones, electrodinámica cuánticaLos físicos estadounidenses Richard Feynman y Julian Schwinger y el físico japonés Sin-Itiro Tomonaga, desarrollan la electrodinámica cuántica (QED), la primera teoría completa de la interacción de fotones y electrones.
- 26. 1949 Se modela el núcleo atómico. La física María Goeppert Mayer y Hans Jensen, describen que el núcleo atómico está constituido por capas esféricas de neutrones y protones. 1949 Se inventa la memoria de núcleo magnético para computador. 1950 Se publica investigación pionera en física de plasma. En electrodinámica cósmica, el astrofísico sueco Hannes Alfvén resume su trabajo temprano en física del plasma, el estudio de los gases ionizados, que se relaciona con fenómenos del campo magnético de la Tierra como la aurora boreal, la ciencia del espacio, y con investigaciones posteriores en fusión nuclear.
- 27. 1952 Se analiza el ADN usando rayos XLa físico-química británica Rosalind Franklin realiza estudios del ADN utilizando rayos X. Estos estudios se usan luego para establecer la estructura del ADN. 1953 Se propone la estructura de doble hélice para el ADN. El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos británicos, junto con el biólogo estadounidense James Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la compleja molécula orgánica que codifica la información genética: el ADN. 1954 Se inventa la celda solar. Científicos de los laboratorios Bell desarrollan la celda fotovoltaica, un dispositivo de silicio que usa luz solar para generar una corriente eléctrica.
- 28. 1956 Se derriba una ley fundamental de las partículas elementales. La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. 1957 Se lanza la primera nave espacial orbital. 1957 Se explica la superconductividad. Se mostro que los electrones en superconductores forman pares cuyas propiedades cuánticas les permiten viajar sin perder energía. 1958 Se exploran y aplican los túneles cuánticos. En 1962, Se descubre que los pares de electrones pueden perforar un túnel entre dos superconductores separados, un efecto que se usa en pruebas de sensibilidad magnética en geología, medicina y física.
- 29. 1959 Se predice y confirma un nuevo efecto cuántico. 1960 Se construye el primer láser. En la compañía aeronáutica Hughes, el físico estadounidense Theodore Maiman extrae una brillante y altamente concentrada luz de color muy puro de un cilindro de rubí. 1962 Se inventan los láser semiconductores. 1963 Se descubren los quásares. Los quásares pueden ser asociados con agujeros negros gigantes. 1964 Se postula la existencia de los quarks. Esto introduce un nuevo orden dentro del mundo subatómico.
- 30. 1967 Se presenta el horno de microondas. La Corporación Raytheon adapta la tecnología del radar WW II para desarrollar el horno de microondas para uso doméstico, el “Amana Radarange”. 1967 Se plantea el problema de los neutrinos solares. La fusión termonuclear que da la potencia al Sol produce neutrinos, partículas elementales que tienen muy poca masa o no la tienen. 1967 Se descubren los púlsares y se interpretan como estrellas de neutrones. 1969 El ser humano llega a la Luna.En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en el primer ser humano que camina en la Luna.
- 31. 1970 Se desarrolla el modelo estándar de partículas elementales. El modelo estándar explica tres de las cuatro fuerzas fundamentales (electromagnética y de interacción fuerte y débil; omite sólo la gravedad). Esta ley vincula las partículas clasificadas como leptones, entre ellas electrones, muones, quarks y portadores de fuerza tales como fotones, gluones y bosones pesados. 1971 Se introduce la resonancia magnética nuclear (MNR) para diagnóstico médico. 1971 Se propone una posible teoría del todo o teoría de las supercuerdas.
- 32. 1972 Se encuentra una nueva forma de superfluido formado de helio. Trabajando en una muestra de temperatura apenas sobre el cero absoluto. 1974 Se propone un mecanismo por el cual los agujeros negros emiten energía. 1978 Se confirma la existencia de la materia oscura. La astrónoma Vera Rubin y sus colegas analizan la rotación de las galaxias y concluyen que la gravedad, debido a su materia visible, es insuficiente para mantenerla junta, por lo tanto, las galaxias también deben contener materia invisible u oscura.
- 33. 1979 Se desarrollan las teorías de polímeros y cristal líquido. 1980 Se propone el universo "inflacionario“. El Big Bang es generalmente aceptado como el origen del universo, pero falla al explicar detalles de la distribución de la radiación cósmica de fondo y en otras observaciones. 1981 Se utiliza el láser en cirugía. El láser remueve tejidos con el calor mínimo de su potencia. 1981 Se inventa el microscopio de barrido por efecto túnel, que da origen a la nanotecnología moderna.
- 34. 1982 Se presenta el disco compacto (CD). El disco compacto (CD), disco de plástico de 5 pulgadas de diámetro que porta información codificada como diminutas concavidades leídas por un láser, es introducido en conjunto con los reproductores de CD. El primer disco compacto es 52nd Street, de Billy Joel. 1985 Se descubre el carbono 60 o fullereno. 1986 Se encuentran los superconductores de “alta temperatura” 1987 Se detectan neutrinos y rayos gamma desde una supernova.
- 35. 1989 Se lanza la World-Wide Web. 1990 Comienza a operar el Telescopio Espacial Hubble. Se pone en órbita sobre la atmósfera oscura de la Tierra el telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la NASA. Después de corregir un desperfecto, el Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el ultravioleta al infrarrojo. 1993 Se completa el Sistema de Posicionamiento Global (GPS)Terminando un proyecto de 20 años, la Fuerza Aérea de Estados Unidos lanza los últimos de 24 satélites Navstar que contienen relojes atómicos. Usuarios en cualquier parte de la Tierra pueden determinar ubicaciones precisas desde esta red para navegación, guía de tráfico automovilístico, excursionismo e investigación geofísica.
- 36. 1995 Se encuentra el quark top Investigadores usan la máquina Tevatron en el laboratorio del Acelerador Nacional Fermi. 1995 Se detecta la rotación del núcleo interno de la Tierra. Usando mediciones de ondas sísmicas y simulaciones computacionales. 1995 Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de átomos. 2000-2010 Las ondas gravitacionales abren una nueva ventana al universo. 2000-2010 La fotónica compite con la electrónica. En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información de manera más eficiente que los electrones.