Historia de la Física V

27/01/2010
Historia de la Física V
Dr. Héctor René Vega-Carrillo
Ua de Estudios Nucleares
Ua de Ingeniería Eléctrica
Física Moderna
2010
Contenido
• La muerte de la Física
• Los 30 años que sacudieron a la Física
• La Física del siglo XXI
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La Física había muerto
Para el año 1873
• Todos
los fenómenos conocidos eran derivados
de las Leyes de Newton.
• Con
la predicción teórica derivada por Maxwell
sobre la naturaleza de los fenómenos
electromagnéticos.
• Con
la confirmación experimental de que las
ondas electromagnéticas existían, la óptica quedó
adherida a la Mecánica Newtoniana.
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• Ya no había nada nuevo que estudiar.
• !La Física había muerto¡
…….. Sin embargo,
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Problemas sin resolver
• La
existencia del Éter, utilizado por
M
Maxwell
ll para justificar
j ifi
l
las
ondas
d
electromagnéticas.
• El
problema del cuerpo
(Catástrofe ultravioleta)
negro
• 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
que cualquier
q
sólido
duro q
conocido, pero al mismo
tiempo era tan sutil ya que
no había sido observado.
La existencia del éter
El problema del cuerpo negro o la catástrofe UV
Predicción teórica
Evidencia
experimental
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El efecto Fotoeléctrico
La teoría predecía que para
que los electrones “saltaran”
era necesario iluminar la placa
cuando menos 2 min. Sin
embargo
el
experimento
demostraba que los electrones
“saltaban”
inmediatamente
después de que la lámpara se
encendía.
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 y
la masa del electrón. Los electrones se encuentran en
todas las sustancias. Propone el primer modelo del átomo
(Modelo del pudín con pasas - 1902)
1898: Marie y Pierre Curie descubren dos nuevos
elementos: Ra y Po que emitían energía.
Los problemas seguían sin resolver.
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W. Roentgen
J. J. Thomson
H. Becquerel
Pierre y Marie Curie
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Los 30 años que
sacudieron a la Física
Max Karl Ernst Ludwig Planck
(1858-1947)
• Diciembre de 1900
resuelve
problema
cuerpo negro.
el
del
• Supone
que las
transiciones
de
energía se realizan
en forma discreta.
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Albert Einstein (1879-1955)
• 1904:
1904
ƒ Cuantos de luz, E = hν
• 1905:
ƒ Movimiento Browniano
ƒ Efecto fotoeléctrico
ƒ Teoría de la
ƒ
Relatividad Especial
E = 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 el
modelo planetario
de los átomos.
• 1919: Postula que
el protón existe en
el núcleo atómico
y
predice
la
existencia
del
neutrón.
-
-
+
-
-
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Niels Bohr (1885-1962)
• 1913:
ƒ Explica porque
no se caen los
electrones en el
modelo
de
Rutherford.
ƒ Existen órbitas
permitidas
y
prohibidas.
Erwin Schrödinger (1887-1961)
• 1920:
ƒ Función
F
ió d
de
onda
Funciones de probabilidad,
orbitales, Teoría Atómica.
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Louis de Broglie (1892-1987)
• 1923:
ƒ Postula
que
las partículas
se comportan
como ondas.
Arthur H. Compton (1892-1962)
• 1923:
ƒ Explica
p
uno de los
mecanismos
de
interacción
con
la
materia.
ƒ Durante
esta
explicación los fotones
se comportan como
partículas.
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Las ondas se comportan como partículas
1927 - 1929
• 1927:
ƒ Davisson y Germer comprueban que los electrones se
comportan como ondas.
• 1928:
ƒ Gamow, Condon y Gurney explican el efecto Túnel.
• 1929:
ƒE
Ernestt Lawrence.
L
Ci l t ó
Ciclotrón
ƒ Robert Van der Graff. Generador Van der Graff
ƒ Paul Dirac. Antimateria
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James Chadwick
• 1932:
ƒ Identifica una nueva partícula,
el Neutrón que había sido
postulado por Rutherford.
Werner Heisenberg (1901-1976)
• 1932:
ƒ Postula que el núcleo
de
los
átomos
estaban formados por
protones y neutrones.
Mecánica Matricial
Principio de Incertidumbre
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Fredrick Joliot e Irene Curie
• 1934:
► Descubren
la
radiactividad
artificial.
► Transmutación
de la materia.
Otto Hann y Fritz Strassman
• 1938:
ƒ Descubren que los
neutrones producen la
fissión del núcleo
atómico.
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Enrico Fermi (1901-1954)
• 1934
ƒ Explica
E li ell decaimiento
d
i i t β
• 1935
ƒ Produce
elementos
transuránidos,
usando
neutrones
• 2/Dic/1942
2/Di /1942
ƒ Reacción
nuclear
fisión sostenida
de
El último Físico universal
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Fermi
Einstein
Newton
La Física del siglo XXI
• La
Física Moderna se sustenta en dos pilares
formados por la Mecánica Cuántica y la Teoría
de la Relatividad.
• Los avances tecnológicos actuales se sustentan
el 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
resto de las fuerzas.
• La evidencia experimental de la existencia de
todas la partículas subnucleares, en particular
el Bosón de Higgs.
gg
• ¿El
electrón tiene estructura, o es una
partícula fundamental?
• Limitaciones en el lenguaje matemático.
“Forjemos el futuro con el Arte, la Ciencia y el Desarrollo Cultural”
¿Preguntas?, ¿Comentarios?
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