Newton

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Para la historia de la humanidad
Breviario para mis nietos
Ibrahim González-Urbaneja
La Página de los Jueves
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ISAAC NEWTON
EL AZUL DEL CIELO
Edición: Norka Salas
ISAAC NEWTON
EL AZUL DELCIELO
S
ir Isaac Newton, 1642-1727. Nacimiento en
Woolsthorpe (Lincolnshire, Inglaterra). Fue Físico,
filósofo, teólogo, inventor, alquimista y matemático.
Sus primeros estudios fueron realizados en el Trinity
College de Cambridge. Allí entró en contacto con las obras
de importantes científicos, que le servirían de base para sus
futuros trabajos.
Autor de los Philosophiae naturalis principia
mathematica, más conocidos como los Principia, donde
describió la ley de gravitación universal y estableció las bases
de la mecánica clásica mediante las leyes también llamadas
las «leyes de Newton». Su importancia reside en que a través
de ella se logró explicar el movimiento de los cuerpos, sus
efectos y sus causas. La primera ley de Newton es «El
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Principio de la Inercia». La segunda de ellas es la «ley de
la interacción y la fuerza». Mientras que la tercera Ley de
Newton es la «ley de acción-reacción».
Entre sus otros descubrimientos científicos destacan los
trabajos sobre la naturaleza de la luz y la óptica (que se
presentan principalmente en su obra Opticks) y el desarrollo
del cálculo matemático.
Newton comparte con Leibniz el crédito por el desarrollo
del cálculo integral y diferencial, que utilizó para formular
sus leyes de la física. También contribuyó en otras áreas de
la matemática, desarrollando el teorema del binomio y las
fórmulas de Newton-Cotes. Entre sus hallazgos científicos
se encuentran el descubrimiento de que el espectro de color
que se observa cuando la luz blanca pasa por un prisma es
inherente a esa luz, en lugar de provenir del prisma (como
había sido postulado por Roger Bacon en el siglo XIII);
entre otros hallazgos se cuentan: su argumentación sobre la
posibilidad de que la luz estuviera compuesta por partículas,
su desarrollo de una ley de convección térmica, que describe
la tasa de enfriamiento de los objetos expuestos al aire; sus
estudios sobre la velocidad del sonido en el aire, y su
propuesta de una teoría sobre el origen de las estrellas. Fue
también un pionero de la mecánica de fluidos, estableciendo
una ley sobre la viscosidad.
Newton fue el primero en demostrar que las leyes naturales
que gobiernan el movimiento en la Tierra y las que gobiernan
el movimiento de los cuerpos celestes son las mismas.
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Es, a menudo, calificado como el científico más grande
de todos los tiempos, y su obra como la culminación de la
revolución científica. El físico matemático Joseph Louis
Lagrange (1736–1813), dijo que «Newton fue el más grande
genio que ha existido y también el más afortunado, dado
que sólo se puede encontrar una primera vez un sistema que
rija el mundo.»
Ahora se acepta generalmente que la luz está compuesta
de fotones (que tienen algunas de las propiedades de una
onda y algunas de partícula) y que toda la luz viaja a la
misma velocidad en el vacío (velocidad de la luz). La
velocidad de la luz en un material, es menor a la misma en el
vacío y la proporción de velocidad es conocida como el
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Índice de refracción de un material. En algunos materiales,
conocidos como no dispersivos, la velocidad de diferentes
frecuencias (correspondientes a los diferentes colores) no
varía, y así el índice refractario es constante. Sin embargo,
en otros materiales (dispersos o dispersivos), el índice de
refracción (y así su velocidad) depende de la frecuencia
acorde con una relación de dispersión. Los arco iris son un
ejemplo ideal de refracción natural del espectro visible.
Escultura de Newton en el Museo de Historia Natural,
Universidad de Oxford.
Isaac Newton se encuentra dentro de los científicos más
importantes de la historia. Fue amigo de algunos personaje,
entre ellos John Locke y Francois-Marie Arouet (Voltaire).
Sus teorías y descubrimientos impactaron fuertemente,
creando una nueva forma de comprender los fenómenos de
la naturaleza.
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EL AZUL DEL CIELO. A Sir Isaac Newton debemos la
descripción o explicación de los prolíficos y muchas veces
espectaculares aconteceres que tienen lugar en el espacio
celeste que separa nuestro planeta Tierra del Sol, en el
decurso de las horas y días que conforman el tiempo. Entre
ellos las ubérrimas auroras y los impactantes crepúsculos;
pero por sobre otros considerandos, siempre ha intrigado a
la humanidad el porqué del inmarcesible y sin igual colorido
azul del cielo.
Sabemos que las radiaciones solares son partícipes en
dos aspectos básicos: uno está en relación con su condición
térmica, ya que el calor emitido por esas radiaciones al
alcanzar la superficie terrestre gasifica el agua que en forma
evaporada pasa a ser un componente atmosférico
indispensable para que el cielo nos muestre su precioso color.
El otro aspecto de las radiaciones solares está especialmente
relacionado a las condiciones ópticas y visuales de la luz
del Sol. Es aquí donde las contribuciones de Isaac Newton
son realmente importantes.
Este científico ejemplar demostró que si hacemos incidir
la luz blanca del Sol sobre un prisma de cristal, el haz de luz
atraviesa el prisma y al salir por el lado opuesto, como
resultado de la refracción, la luz se desvía de manera dispersa
hacia la base del prisma, mostrando la serie de colores
característicos del arco iris: violeta, azul, verde, amarillo y
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rojo. La desviación es máxima para los rayos de longitud
de onda corta (violeta y azul), y mínima para los de longitud
de onda larga (amarillos y rojos), que casi no son desviados.
Refracción: cambio en dirección que experimenta la luz, y
en general cualquier onda, al pasar de un medio transparente
a otro también transparente en el que la luz u onda se
propaga a velocidad distinta.- Reflexión: cambio de dirección
que experimenta una onda o partícula al chocar con un objeto
opaco. En el vacío, a diferencia de lo que ocurre en otros
medios, la luz solar no cambia de dirección, es decir, se
desplaza directamente.
En la atmósfera terrestre existen dos componentes que
afectan el desplazamiento dispersivo de la luz del Sol, estas
son: las innumerables minigoticas del vapor de agua, cada
una de las cuales actúa dispersivamente como un prisma
refractivo, y las pequeñas partículas opacas del polvo
atmosférico que reflejan la luz a manera de pequeñísimos
espejos. Estos incontables componentes ópticos determinan
que la marcha de los rayos solares en dirección a la superficie
terrestre se acompañe o describa incesantes micro trayectos
zigzagueantes de rayos luminosos mayoritariamente de color
violeta y azul, que parecen provenir uniformemente de toda
la inmensa extensión del cielo. El violeta y el azul por ser de
onda corta son los rayos que más se desvían y son finalmente
los responsables del colorido de fondo o primordial del
cielo; mientras tanto el Sol aparece de color amarillo, pues
los rayos amarillos y rojos son poco desviados y viajan casi
directamente en línea recta desde el Sol hasta nuestros ojos;
amarillos, anaranjados y rojos se combinan caprichosamente
en los amaneceres y puestas del sol.
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La luz que nos llega desde el Sol al alcanzar la atmósfera
se dispersa infinitamente en todas direcciones y llena de
manera uniforme todo el espacio celeste que percibimos.
El ojo humano está menos adaptado a la percepción del
violeta que al azul, y este último es más abundante en la luz
que nos llega, los cuales son factores determinantes a
considerar; por otra parte el color del cielo interactúa con el
de océanos, mares, lagos y en general con el del agua
estancada.
El Newton es una unidad de fuerza, la que aplicada a una
masa de un kilogramo le comunica una aceleración
constante de un metro por segundo. Se simboliza por N.
El Newton-metro, es una unidad de trabajo y energía,
equivale a 1 julio. Su símbolo es Nm.
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