La física es la ciencia que se ocupa de los componentes fundamentales del Universo
FÍSICA
La palabra física deriva del vocablo griego physos, que significa naturaleza. La física es la ciencia que se ocupa de los componentes fundamentales del Universo, de las fuerzas que éstos ejercen entre sí y de los efectos de dichas fuerzas; estudia la materia y la energía. Todo en la naturaleza es materia en movimiento, por lo tanto la física está presente. En ocasiones la física moderna incorpora elementos de los tres aspectos mencionados al comienzo, como ocurre con las leyes de simetría y conservación de la energía, el momento, la carga o la paridad.
Ciencias relacionadas con la física
La física está estrechamente relacionada con las matemáticas, de las que utiliza sus métodos de cálculo y el razonamiento deductivo; y con las ciencias naturales, tomando de éstas la tendencia a observar, ordenar, analizar y extraer conclusiones sobre los fenómenos que ocurren en la naturaleza y en cierto modo las engloba a todas. La química, por ejemplo, se ocupa de la interacción de los átomos para formar moléculas; gran parte de la geología moderna es, en esencia, un estudio de la física de la Tierra y se conoce como geofísica; la astronomía trata de la física de las estrellas y del espacio exterior. Incluso los sistemas vivos están constituidos por partículas fundamentales que siguen el mismo tipo de leyes que las partículas más sencillas
El hincapié que la física moderna hace en la interacción entre partículas (el llamado planteamiento microscópico) necesita muchas veces como complemento un enfoque macroscópico que se ocupe de elementos o sistemas de partículas más extensos. Este planteamiento macroscópico es indispensable en la aplicación de la física a numerosas tecnologías modernas. Por ejemplo, la termodinámica, una rama de la física desarrollada durante el siglo XIX, se ocupa de determinar y cuantificar las propiedades de un sistema en su conjunto, y resulta útil en otros campos de la física; también constituye la base de las ingenierías química y mecánica.
Propiedades como la temperatura, la presión o el volumen de un gas carecen de sentido para un átomo o molécula individual: estos conceptos termodinámicos sólo pueden aplicarse directamente a un sistema muy grande de estas partículas. No obstante, hay un nexo entre los enfoques microscópico y macroscópico: otra rama de la física, conocida como mecánica estadística, explica la forma de relacionar, desde un punto de vista estadístico, la presión y la temperatura con el movimiento de los átomos y las moléculas.
Hasta principios del siglo XIX, era frecuente que los físicos fueran al mismo tiempo matemáticos, filósofos, químicos, biólogos o ingenieros. En la actualidad el ámbito de la física ha crecido tanto que, con muy pocas excepciones, los físicos modernos tienen que limitar su atención a una o dos ramas de su ciencia.
LAS TEORÍAS DE LA FÍSICA
Las leyes físicas establecen relaciones matemáticas entre los elementos de un sistema físico, y su carácter de verdad científica tiene rangos de validez que son determinados por la experiencia.
Por ejemplo, la mecánica de Newton es correcta siempre que los objetos a describir se muevan con velocidades muy pequeñas comparadas con la de la luz.
La teoría especial de la relatividad de Einstein es válida para objetos moviéndose a cualquier velocidad, incluso cercanas a la luz, pero deja de serlo cuando las dimensiones espaciales involucradas son tan grandes que el carácter curvo del espacio empieza a manifestarse.
Como resultado de lo anterior, la física es una ciencia en cambio permanente hacia una búsqueda de leyes con rangos de validez cada vez más amplios.
Dentro del rango de validez de un conjunto de leyes físicas, éstas tienen carácter predictivo, es decir, dadas determinadas condiciones experimentales, sabemos de antemano lo que va ocurrir.
Así las teorías físicas tienen repercusiones tecnológicas, por ejemplo, todo el desarrollo que gira en torno de la industria eléctrica descansa en el conocimiento previo de las leyes fundamentales del electromagnetismo, sintetizadas en las ecuaciones de Maxwell. A la inversa, existen desarrollos tecnológicos con repercusiones en la física, como es el caso del mejoramiento de las bombas de vacío a partir de 1855, lo cual dio lugar a los tubos de vacío para albergar dispositivos en los cuales se produjeron los primeros rayos X y rayos catódicos. Del estudio de estos últimos surgió el descubrimiento del electrón.
En síntesis
En términos sintéticos la física cuenta con pilares básicos, a saber:
– La mecánica clásica, cuyo propósito es estudiar las leyes que gobiernan el movimiento de los cuerpos;
– La electrodinámica clásica, dedicada al estudio de los fenómenos que involucran cargas electromagnéticas;
– La física cuántica, utilizada para describir el mundo macroscópico bajo la hipótesis de que están formados por cuerpos microscópicos cuyas leyes conocemos.
. El presente siglo avista una ciencia física en contacto con problemas provenientes de la química, la biología, la astronomía, las ciencias de la salud, etc.
HISTORIA DE LA FÍSICA
La física no es una ciencia nueva ya que desde los primeros tiempos los hombres han buscado explicar los fenómenos ocurridos y sus mutuas relaciones.
En la Edad Media y en la Moderna, la física estuvo dominada por el pensamiento de Aristóteles (384 – 322 a.C.), quien sostenía que la materia es continua y compacta y que la naturaleza no acepta ningún vacío. Torricelli (1608 – 1647); Otto von Guericke (1602 – 1686); René Descartes (1596 – 1650), echaron por tierra las afirmaciones de Aristóteles.
Fueron de gran importancia los trabajos realizados por Isaac Newton (1642 – 1727), con los que adquirió la física teórica una base sólida.
En el siglo XVIII los fenómenos eléctricos fueron objeto de estudios intensos y se logró descubrir en la finalización del mismo que la corriente eléctrica podía producirse con elementos galvánicos.
En el siglo XIX, se descubrió la inducción electromagnética, que fue convertida en fórmula por James Maxwel (1831 – 1879). Se demostró también que la luz es un movimiento de ondas de la misma clase; y casi al mismo tiempo se obtuvieron pruebas de la existencia del electrón.
A fines del mismo siglo se descubrió la radiactividad y la estructura atómica pasó a ser uno de los principales objetos de investigación. Albert Einstein (1879 – 1955) desarrolló el concepto de que la luz se emite en forma de “paquetes de luz” y sugirió su modelo de átomo. Así, podemos describir a la luz como “un movimiento de ondas y como una corriente de partículas”.
En el siglo XX este concepto fue completado con la hipótesis de Louis de Broglie (n. 1892) sobre ondas de materias que acompañan a todas las partículas, que fue el punto de partida de la mecánica ondulatoria.
Hubo grandes progresos sobre el átomo y se comenzó a estudiar el núcleo atómico, y en los últimos años de la década del 30 los estudios fueron dedicados a su estructura y a las partículas que aparecen en la fisión. Entre las diferentes energías, comenzó a utilizarse la atómica, con fines pacíficos, para el desarrollo de los países que poseen dicha energía.
Las leyes de la indestructibilidad de la materia y de la energía se han fusionado. La suma de la materias y de la energía en el universo es constante, pero la materia puede convertirse en energía y viceversa.
MÉTODOS QUE UTILIZA LA FÍSICA
Para sus estudios la física se basa en los siguientes métodos: método científico método deductivo, método inductivo y método experimental.
