Historia 5
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27/01/2010
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Historia de la Física V
Dr. Héctor René Vega-CarrilloUa de Estudios NuclearesUa de Ingeniería Eléctrica
Física Moderna2010
Contenido
• La muerte de la FísicaLa muerte de la Física
• Los 30 años que sacudieron a la Física
• La Física del siglo XXILa Física del siglo XXI
27/01/2010
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La Física había muerto
• Todos los fenómenos conocidos eran derivadosde las Leyes de Newton.
Para el año 1873
• Con la predicción teórica derivada por Maxwellsobre la naturaleza de los fenómenoselectromagnéticos.
• Con la confirmación experimental de que lasondas electromagnéticas existían, la óptica quedóadherida a la Mecánica Newtoniana.
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Problemas sin resolver
• La existencia del Éter, utilizado porM ll j ifi l dMaxwell para justificar las ondaselectromagnéticas.
• El problema del cuerpo negro(Catástrofe ultravioleta)(Catástrofe ultravioleta)
• El efecto Fotoeléctrico.
Vamos recordando en que consistían esos problemas
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Para que las ondas se propagen necesitan la existencia de un medio, el Éter.
El éter debería de ser más duro que cualquier sólido q qconocido, pero al mismotiempo era tan sutil ya que no había sido observado.
La existencia del éter
El problema del cuerpo negro o la catástrofe UV
Predicción teórica
EvidenciaEvidencia experimental
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El efecto Fotoeléctrico
La teoría predecía que paraque los electrones “saltaran”era necesario iluminar la placacuando menos 2 min. Sinembargo el experimentodemostraba que los electrones“saltaban” inmediatamentedespués de que la lámpara seencendía.
Entre 1895 y 1898
• 1895: Wilheim Roentgen descubre los rayos x.
•• 1896: A. H. Becquerel descubre la radiactividad.
• 1897: J.J. Thomson encuentra la relación entre la carga yla masa del electrón. Los electrones se encuentran entodas las sustancias. Propone el primer modelo del átomo(Modelo del pudín con pasas - 1902)
• 1898: Marie y Pierre Curie descubren dos nuevoselementos: Ra y Po que emitían energía.
• Los problemas seguían sin resolver.
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Los 30 años que sacudieron a la Física
Max Karl Ernst Ludwig Planck(1858-1947)
• Diciembre de 1900resuelve elresuelve elproblema delcuerpo negro.
• Supone que lasSupone que lastransiciones deenergía se realizanen forma discreta.
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Albert Einstein (1879-1955)
• 1904• 1904: Cuantos de luz, E = hν
• 1905: Movimiento BrownianoEfecto fotoeléctricoTeoría de la Relatividad EspecialE = m c2
E = m c2
El tiempo, el espacio y la masa cambian con la velocidad.
La luz no necesita de un medio (éter) para su propagación.
Continuo espacio - tiempo.
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Ernest Rutherford (1871-1937)
• 1911: Propone elmodelo planetariomodelo planetariode los átomos.
• 1919: Postula queel protón existe enel protón existe enel núcleo atómicoy predice laexistencia delneutrón.
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Niels Bohr (1885-1962)
• 1913:Explica porqueno se caen loselectrones en elmodelo demodelo deRutherford.Existen órbitaspermitidas yprohibidas.
Erwin Schrödinger (1887-1961)
• 1920:F ió dFunción de onda
Funciones de probabilidad, orbitales, Teoría Atómica.
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Louis de Broglie (1892-1987)
• 1923:Postula quePostula quelas partículasse comportancomo ondas.
Arthur H. Compton (1892-1962)
• 1923: Explica uno de lospmecanismos deinteracción con lamateria.Durante estaexplicación los fotonesse comportan comopartículas.
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Las ondas se comportan como partículas
1927 - 1929
• 1927:Davisson y Germer comprueban que los electrones seDavisson y Germer comprueban que los electrones secomportan como ondas.
• 1928:Gamow, Condon y Gurney explican el efecto Túnel.
• 1929:E t L Ci l t óErnest Lawrence. CiclotrónRobert Van der Graff. Generador Van der GraffPaul Dirac. Antimateria
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James Chadwick
• 1932:Identifica una nueva partícula,el Neutrón que había sidopostulado por Rutherford.
Werner Heisenberg (1901-1976)
• 1932:Postula que el núcleoPostula que el núcleode los átomosestaban formados porprotones y neutrones.
Mecánica Matricial
Principio de Incertidumbre
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Fredrick Joliot e Irene Curie
• 1934:1934:►Descubren la
radiactividad artificial.
►Transmutaciónde la materia.
Otto Hann y Fritz Strassman
• 1938:Descubren que losDescubren que losneutrones producen lafissión del núcleoatómico.
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Enrico Fermi (1901-1954)
• 1934E li l d i i t βExplica el decaimiento β
• 1935Produce elementostransuránidos, usandoneutrones
• 2/Di /1942• 2/Dic/1942Reacción nuclear defisión sostenida
El último Físico universal
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Einstein
Fermi
Newton
La Física del siglo XXI
• La Física Moderna se sustenta en dos pilaresformados por la Mecánica Cuántica y la Teoríaformados por la Mecánica Cuántica y la Teoríade la Relatividad.
• Los avances tecnológicos actuales se sustentanel la interpretación y entendimiento, aún burdo,de la realidad.
• Aún hay problemas por resolver.
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• La materia oscura del universo.
• La unificación de la fuerza gravitacional con el• La unificación de la fuerza gravitacional con elresto de las fuerzas.
• La evidencia experimental de la existencia detodas la partículas subnucleares, en particularel Bosón de Higgs.gg
• ¿El electrón tiene estructura, o es unapartícula fundamental?
• Limitaciones en el lenguaje matemático.
“Forjemos el futuro con el Arte, la Ciencia y el Desarrollo Cultural”
¿Preguntas?, ¿Comentarios?