La física es una ciencia exacta que estudia cómo funciona el universo al tomar en cuenta cuatro propiedades fundamentales que son la energía, la materia, el tiempo y el espacio, cómo interactúan y se afectan unas a otras.
A partir de estos conocimientos se puede estudiar y describir cómo se mueve una materia, cuál es su fuerza, energía y velocidad en el espacio, cómo nos afecta y de qué manera se puede emplear.
Por tanto, la física sea una ciencia que se caracteriza por ser teórica (descripción de leyes) y práctica (experimental), lo que permite verificar hipótesis, aplicar métodos científicos de estudio y dar respuesta a muchas incógnitas científicas.
Además, la física es una ciencia que posee diferentes ramas que se pueden relacionar con otras áreas como la química, biología, matemáticas, medicina, geología, geografía, ingeniería, entre otras.
Entre los principales físicos de la historia se pueden mencionar a Galileo Galilei, Isaac Newton, Albert Einstein, Lev Landau, entre otros.
Por otra parte, físico o física, como adjetivo, significa relativo o perteneciente a la física o relacionado con la constitución y la naturaleza de un cuerpo. Igualmente, significa material o relacionado con la realidad tangible.
Como nombre deriva del latín physĭca, que se puede traducir como ‘natural’ o ‘naturaleza’, y este del griego τὰ φυσικά.
Se considera como punto de inicio de la física moderna el año 1900, cuando el alemán Max Planck propone la idea del «cuanto de acción». Planck propuso la idea de que la energía se dividía en unidades indivisibles, y que ésta no era continua como decía la física clásica; es decir, que todos los niveles de energía posibles son múltiplos de un nivel de energía mínimo llamado cuanto. Por ello nace esta nueva rama de la física, que estudia las manifestaciones que se producen en los átomos, los comportamientos de estas partículas que forman la materia y las fuerzas que las rigen. Se conoce, generalmente, por estudiar los fenómenos que se producen a la velocidad de la luz o valores cercanos a ella, o cuyas escalas espaciales son del orden del tamaño del átomo o inferiores.
Los temas anteriormente tratados de la física clásica no servían para resolver los problemas presentados, ya que estos se basan en certezas y la física moderna en probabilidades, lo que provocó dificultades para adaptarse a las nuevas ideas Física antigua La física moderna comienza entre a finales del siglo XIX y a principios del siglo XX. Aunque se han realizado experimentos de física moderna con anterioridad, se considera como punto de inicio de la física moderna el año 1900, cuando el alemán Max Planck propone la idea del «cuanto de acción». Planck propuso la idea de que la energía se dividía en unidades indivisibles, y que ésta no era continua como decía la física clásica; es decir, que todos los niveles de energía posibles son múltiplos de un nivel de energía mínimo llamado cuanto. Por ello nace esta nueva rama de la física, que estudia las manifestaciones que se producen en los átomos, los comportamientos de estas partículas que forman la materia y las fuerzas que las rigen. Se conoce, generalmente, por estudiar los fenómenos que se producen a la velocidad de la luz o valores cercanos a ella, o cuyas escalas espaciales son del orden del tamaño del átomo o inferiores.
Física antigua
Empédocles demostró la existencia del aire mediante un artilugio que recibió el nombre de clepsidra, una esfera de cobre que se llenaba de agua cuando se sumergía en dicho líquido y que se caracterizaba porque tenía agujeros en el fondo y un cuello abierto.
Aristóteles desarrolló la física aristotélica que habría de dominar a todo Occidente durante casi 2000 años.
Física aristotélicaEditar
Esta sección es un extracto de Física aristotélica[editar]
Detalle del fresco de la escuela de Aristóteles por Gustav Adolph Spangenberg (1828-1891).
La física aristotélica es el conjunto de las tesis filosóficas y cosmológicas e hipótesis físicas y astronómicas desarrolladas por Aristóteles y sus seguidores. Estas teorías comprendieron los cuatro elementos, el éter, el movimiento, las cuatro causas, las esferas celestes, el geocentrismo, etc. Las principales obras de Aristóteles en donde desarrolla sus ideas físicas son: la Física, Sobre el cielo y Acerca de la generación y la corrupción. Los principios fundamentales de su física son:
Lugares naturales: cada elemento querría estar en una posición distinta relativa al centro de la Tierra, que también es el centro del universo.
Gravedad/levedad: para lograr esta posición, los objetos sienten una fuerza hacia arriba o hacia abajo.
Movimiento rectilíneo: un movimiento como respuesta a esta fuerza es en una línea recta a una velocidad constante.
Relación entre la velocidad y la densidad: la velocidad es inversamente proporcional a la densidad del medio.
El vacío es imposible de imaginar: el movimiento en un vacío es infinitamente rápido.
El éter: todos los puntos del espacio están llenos con materia.
Teoría del continuo: si existieran los átomos esféricos habría un vacío entre ellos, por lo que la materia no puede ser atómica.
Quintaesencia: los objetos por encima de la Tierra no están formados de materia terrenal.
Cosmos incorruptible y eterno: el Sol y los planetas son esferas perfectas, y no cambian.
Movimiento circular: los planetas se mueven en un movimiento circular perfecto.
El tiempo: relacionado con el movimiento y el espacio.El ahora, el antes y el después: medidas de seres del tiempo y un tiempo cósmico que alberga el tiempo para los seres perecedero
Física clásica
Siglo XVII: revolución científica
Dos nuevas ciencias, de Galileo Galilei.
En el siglo XVI nacieron algunos personajes como Copérnico, Stevin, Cardano, Gilbert, Brahe, pero fue Galileo quien, a principios del siglo XVII, impulsó el empleo sistemático de la verificación experimental y la formulación matemática de las leyes físicas. Galileo descubrió la ley de la caída de los cuerpos y del péndulo, se lo puede considerar como el creador de la mecánica, también hizo las bases de la hidrodinámica, cuyo estudio fue continuado por su discípulo Torricelli que fue el inventor del barómetro (año 1643), el instrumento que más tarde utilizó Pascal para determinar la presión atmosférica. Pascal precisó el concepto de presión en el seno de un líquido y enunció el teorema de transmisión de las presiones. Boyle formuló la ley de la compresión de los gases (ley de Boyle-Mariotte).
La física clásica abarca todos aquellos conocimientos físicos y teorías básicas sobre la materia, la energía, la mecánica, la óptica, la acústica y el movimiento.
Leyes de Newton forman parte de la física clásica y es previa al desarrollo al estudio de la mecánica cuántica, a partir de la cual aparece la física moderna con estudios mucho más complejos, aproximadamente, después del año 1900.
Física cuántica
La física cuántica es una rama de la física que estudia los fenómenos físicos basándose en la teoría cuántica para describir y predecir las propiedades de un sistema físico.
También se conoce como mecánica cuántica aunque ésta también se puede considerar un área de la física cuántica centrada en el estudio de la materia y sus propiedades a nivel subatómico. El concepto cuántica hace referencia al término 'cuantos' que, de una manera simplificada, es la pequeña cantidad de energía que puede emitir o absorber la materia. Algunos autores destacables en este campo son Max Planck y Werner Heisenberg.
Las propiedades de la Física Cuántica son muy diferentes a las de la
Física Clásica, que describen la naturaleza a nuestra escala. Se
caracteriza principalmente por no ser determinista sino probabilista.
Además la Energía en sistemas ligados (ej. átomo) no se intercambia
de forma continua, sino en forma discreta lo cual implica la existencia
de paquetes mínimos de energía, llamados cuanto
La Física Nuclear estudia la estructura de los núcleos atómicos, que contienen la práctica totalidad de la masa de la materia y donde se producen reacciones que hacen brillar las estrellas o producen energía. Los protones y neutrones que forman el núcleo del átomo se encuentran unidos por la interacción nuclear, de corto alcance. El balance entre la repulsión entre protones y la atracción nuclear de protones y neutrones da lugar a todos los núcleos conocidos.
Para saber cómo aparecen los distintos elementos hemos de conocer cómo se crearon todos los núcleos a partir del hidrógeno primordial. En el origen del Universo solo se crearon hidrógeno y algunos núcleos ligeros como el helio. Los núcleos más grandes se crearon en el interior de las estrellas o en fenómenos violentos como las explosiones de supernovas. La creación de núcleos más pesados que el hierro es más compleja, ya que estos núcleos no pueden crearse por la mera fusión del combustible nuclear de las estrellas.
Para estudiar estos procesos y determinar por qué unos elementos son más abundantes que otros se recrean en el laboratorio condiciones de temperatura y presión extremas que reproducir las reacciones de creación de núcleos pesados. Estos experimentos se llevan a cabo en instalaciones como ISOLDE en el CERN, o FAIR, que se construye en el laboratorio GSI en Alemania.
La Física Nuclear no sólo nos permite responder preguntas sobre cómo está formada la materia o cómo ha evolucionado el Universo. También ha permitido el desarrollo de aplicaciones que van desde las terapias y diagnóstico médicos mediante técnicas como la tomografía por emisión de positrones (PET) o la hadronterapia, hasta la generación de energía o el análisis de obras de arte. En la actualidad, más de la mitad de los aceleradores de partículas repartidos por el mundo están en hospitales para usarse en Medicina.
Topic flotante
La Física es una ciencia cuantitativa que incluye mecánica, fenómenos térmicos, electricidad y magnetismo, óptica y sonido. Estas materias son parte de la Física clásica.
Si en la resolución de un problema físico deben considerarse velocidades cercanas a la de la luz o tamaños comparables a los de un átomo, entonces se deben tener en cuenta los principios o leyes de la Física moderna, esto es, los descubrimientos del siglo xx. Estos principios incluyen la relatividad y la mecánica cuántica.
!!RAMAS DE LA FISICA¡¡
1. Mecánica
Esta rama de la física estudia el movimiento de los objetos en el espacio o el efecto de las diferentes fuerzas sobre ellos. Se trata probablemente de una de las ramas de la física que más se suelen identificar como tal.
2. Termodinámica
Rama de la física centrada en el estudio de todos aquellos fenómenos vinculados a la temperatura, sus variaciones, la generación y transmisión de la energía calorífica y los efectos que dichos cambios generan sobre los cuerpos.
4. Acústica
Parte de la física encargada de estudio del sonido, su medida, sus propiedades y efectos sobre los cuerpos. También su percepción y comportamiento en diferentes medios.
5. Electromagnetismo
Parte de la física que estudia los fenómenos electromagnéticos. Incluye el estudio combinado de la electricidad y el magnetismo, dado que se ha demostrado que ambos conceptos están relacionados. Sin embargo también puede estudiarse uno de estos fenómenos por separado.
6.Mecánica de fluidos
Si bien ya hemos mencionado anteriormente la mecánica como rama de la física, se pueden hallar varios tipos de mecánica con características diferenciales. En el caso de la mecánica de fluidos el objeto de estudio son las propiedades y el comportamiento de los fluidos, tanto líquidos y gases.
8. Física nuclear
En gran medida vinculada a la anterior, la física nuclear estudia la energía y los efecto de la unión o división de de los átomos.
9. Astrofísica
La física también participa en la búsqueda de una explicación respecto a los fenómenos que ocurren más allá de nuestro planeta. Concretamente la astrofísica es una rama de la física que se encarga del estudio de ellos cuerpos celestes desde el análisis de sus propiedades y comportamiento.
10. Biofísica
La física también se ha utilizado en el estudio de los seres vivos y sus propiedades, siempre su objetivo explicar el funcionamiento físico de los organismos y el uso de la energía por parte de éstos.
7. Mecánica cuántica
Una de las más recientes ramas de la física y una de las de mayor interés en la actualidad, la mecánica cuántica se basa en el estudio del comportamiento, propiedades e interacciones de los átomos y las partículas subatómicas.
3. Óptica
La óptica puede entenderse como el estudio físico de los fenómenos vinculados a la energía lumínica. Se estudia el comportamiento y propiedades de la luz (por ejemplo la difracción, polarización o dispersión), su interacción y efectos sobre los cuerpos o incluso su percepción por parte del ser humano. Asimismo, observa la luz como partícula y como onda a la vez.