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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

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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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• 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 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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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 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”

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