Fundamentosfisica
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Los fundamentos de la Física
1. Los siglos XVII y XVIII: Mecánica
2. El siglo XIX: Termodinámica y Electromagnetismo
3. El siglo XX: Relatividad y Mecánica Cuántica
4. El siglo XXI: nuevas fronteras de la Física
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1. El siglo XVII: Galileo
o Principio de la inercia
o Principio de relatividad de Galileo:
“Las leyes de la Mecánica son equivalentes para cualquier observador inercial”
o Aplicación a la balística
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1. El siglo XVIII: Newton
o Leyes de la Dinámica
o Teoría de la Gravitación
Universal
o Unificación de la Mecánica terrestre y la del Universo
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2. Termodinámica
o Ciencia que estudia los intercambios de energía entre los sistemas
o Energía: magnitud que mide la capacidad de un sistema de realizar una acción física
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2. Teorema de conservación de la energía
o Primer Principio de la Termodinámica:
“La variación de energía interna de un sistema es la suma del calor y trabajo intercambiados con el entorno”
o Unificación del trabajo mecánico y calor como formas de intercambio de energía
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2. Segundo Principio de la Termodinámica
o Imposibilidad de transformación íntegra del calor en trabajo en máquinas térmicas
o Medida de la degradación de energía
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2. Entropía
o Entropía: magnitud física que mide el grado de desorden de un sistema
o Proceso irreversible: sólo se produce en un sentido de forma espontánea
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2. Segundo Principio de la Termodinámica
o “En todo proceso irreversible, la entropía del universo aumenta”
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2. Electromagnetismo
o M. Faraday: unificación de la electricidad y el magnetismo
o Tecnología eléctrica: alternadores, motores..
o Leyes de Maxwell: unificación de los fenómenos eléctricos, magnéticos y ópticos
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2. Radiación electromagnética
o La luz es un tipo de radiación electromagnética
o La velocidad de la luz depende de parámetros eléctricos y magnéticos del vacío
o H . Hertz: emisión de ondas de radio
oo
cµε .
1=
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3. Teoría de la Relatividad Restringida
o Todas las leyes de la Física son equivalentes en cualquier sistema de referencia inercial
o La velocidad de la luz en el vacío, c, es una constante física, independiente del movimiento del observador
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3. Dilatación del tiempo
El tiempo medido por un observador depende de su estado de movimiento
oo tt
cv
t .γ=−
=2
21
1
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10. Contracción de la longitud
La longitud medida por un observador depende de su estado de movimiento
olcvl .22
1−=
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3. Conversión masa-energía
2.cmE =
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3. Aproximación relativística
o Sólo se utiliza si v ≈ c o Extensión del principio
de Relatividad de Galileo a todos los campos de la Física
o Ampliación del teorema de conservación de masa- energía
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3. Hipótesis cuántica de Planck
1900 La materia no absorbe o
emite energía de forma continua, sino en paquetes, cantidades mínimas (cuantos de energía) o múltiplos de ellas”
E = n. hν
h = 6,63.10-34 J.s
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3. Hipótesis cuántica de Planck
o Los niveles discretos de energía son distinguibles para valores próximos a h
o Extensión de la Física al mundo subatómico
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3. Dualidad onda-corpúsculo
o Enunciado por L. De Broglie (1923 )
o Toda partícula tiene una onda asociada cuya longitud de onda viene dada por:
λ = h / p
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3. Difracción de electrones
Cambio de propagación de una onda cuando encuentra un objeto de las dimensiones de su longitud de onda
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3. Principio de incertidumbre
o Enunciado por W. Heisenberg en 1927
o “Es imposible determinar simultáneamente y con total precisión la posición y velocidad de una partícula”
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3. Mecánica Cuántica
o Extensión de la Física al dominio subatómico
o Relación entre los fenómenos de emisión de luz y la estructura atómica
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3. Aceleradores de partículas
o Investigación del núcleo mediante colisiones entre partículas (aceleradores, 1950)
o Desarrollo de detectores
o Dispersión de una gran diversidad de partículas subatómicas (zoo de partículas)
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3. Modelo estándar
o 1964: Murray Gell-Mann propone la existencia de quarks (Finnegans Wake, Joyce), de carga fraccionaria
o 1969: Premio Nobel de Física
o Cromodinámica Cuántica: estudia las interacciones de los quarks
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4. Partículas elementales
o Quarks y leptones: componentes básicos de la materia
o Bariones: formados por tres quarks (protones y neutrones)
o Bosones: partículas portadoras de un tipo de interacción
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4. Interacciones fundamentales
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![Page 27: Fundamentosfisica](https://reader033.fdocuments.mx/reader033/viewer/2022060203/559f2c331a28ab22378b4799/html5/thumbnails/27.jpg)
4. Las nuevas fronteras de la Física
o Extensión de nuestro conocimiento de la materia desde el mundo subatómico hasta los confines del cosmos (más de 20 órdenes de magnitud)
o Integración en un conjunto coherente de la Mecánica, el calor, Electromagnetismo, y Física atómica
![Page 28: Fundamentosfisica](https://reader033.fdocuments.mx/reader033/viewer/2022060203/559f2c331a28ab22378b4799/html5/thumbnails/28.jpg)
4. Los retos del siglo XXI
o Unificación de todas las interacciones
o Detección del bosón de Higgs