1. Concepto, Historia y Division de la Fisica



La palabra física proviene del vocablo griego physiké, que significa "naturaleza". La física es una de las ciencias naturales que el hombre ha estudiado e investigado, a fin de explicarse muchos de los fenómenos que suceden a su alrededor. La física es por excelencia la ciencia de la medición, ya que cuando el hombre logra medir un fenómeno, se acerca notablemente a la comprensión del mismo y tiene la posibilidad de utilizar esos conocimientos para lograr un mejor nivel de vida, facilitándose la realización de pequeñas y grandes obras que, de otra manera, serían imposibles. Es el caso de las aportaciones de la física a ciencias como la medicina, la biología, la química, la astronomía, la geografía, así como a la tecnología. Las aportaciones de la física han posibilitado la construcción de puentes, carreteras, edificios, complejos industriales, computadoras, aparatos utilizados en la medicina, como el rayo láser que se utiliza como un bisturí para cirugías de ojos, corazón e hígado, también ha contribuido éste en aparatos de radiotelecomunicación y en todo lo relacionado con la exploración del universo mediante las naves espaciales.

La física aplicada a la tecnología ha hecho posible la construccion de aviones supersónicos.

La tarea de encontrar una definición clara y precisa acerca de qué es la física no es fácil, toda vez que abarca el estudio de numerosos fenómenos naturales; sin embargo, podemos decir que:

La física es la ciencia que se encarga de estudiar los fenómenos naturales, en los cuales no hay cambios en la composición de la materia.

HISTORIA DE LA FÍSICA

La física tiene sus origenes en la antigua Grecia, en donde se trató de explicar el origen del universo y el movimiento de los planetas. Leucipo y Democrito, 500 años antes de la era cristiana, pensaban que todas las cosas que nos rodean, es decir, la materia, estaba constituida por pequeñas particulas. Sin embargo, otros pensadores griegos explicaban que la materia estaba constituida por cuatro elementos básicos: tierra, aire, fuego y agua.

Hacia el año 300 a.C. Aristarco ya consideraba que la Tierra se movia alrededor del Sol. Pero fue hasta el año 1500 de nuestra era, donde se desarrollo un gran interés por la ciencia. Galileo Galilei, científico italiano, llegó a comprobar que la Tierra giraba alrededor del Sol como sostenía Copérnico, astrónomo polaco.

Galileo murio en el año 1642, el mismo año en que Issac Newton nació. Este científico inglés, describió el movimiento de los cuerpos celestes por medio de su ley de la gravitación universal. Explicó que la fuerza de atracción llamada gravedad, que existe entre dos cuerpos cualesquiera, hace que las cosas caigan al suelo y las mantenga sobre la Tierra, de la misma forma que el Sol retiene a los planetas que giran a su alrededor.

Issac Newton explicó que debido a la fuerza de atracción gravitacional, el Sol retiene a los planetas girando a su alrededor.

En el siglo XVII se inicia el estudio de la termodinámica, rama de la física que se encarga del estudio de la transformación del calor en trabajo y viceversa. Benjamín Thomson, conde de Rumford, propuso que el calentamiento causado por la fricción se debía a la conversión de energía mecánica en térmica.

En 1820, el físico danés Hans Christian Oersted descubrió que cuando una corriente eléctrica circula por un conductor, alrededor de éste se genera un campo magnético parecido al de un imán. Este hecho dió nacimiento al electromagnetismo, mismo que estudia las relaciones mutuas entre la electricidad y el magnetismo. En 1831, el físico y químico inglés Michael Faraday descubrió las corrientes eléctricas inducidas que se producen cuando se mueve un conductor en sentido transversal (perpendicular) a las líneas de flujo de un campo magnético. Faraday enunció el siguiente principio: la inducción electromagnética es el fenómeno que provoca la producción de una corriente eléctrica inducida como resultado de la variación de flujo magnético debido al movimiento relatico entre un conductor y un campo magnético.

En los generadores de energía eléctrica enormes bobinas giran entre los polos de potentes imanes.

A principios del siglo XIX, John Dalton consideró que todas las cosas estaban formadas por pequeñas partículas llamadas átomos, idea que fué aceptada por otros científicos, constituyéndose la teoría atómica; también consideró que los átomos se combinan para formar moléculas.

A mediados del siglo XIX, el inglés James Prescott Joule, industrial cervecero, después de continuar los estudios del conde Thomson, comprobó que al realizar una cantidad de trabajo se produce una cantidad equivalente de calor. Joule estableció el principio llamado equivalente mecánico del calor en el cual se demuestra que cada joule de trabajo, equivale a 0.24 calorías y cuando una caloría de energía térmica se convierte en trabajo, es igual a 4.2 joules. Este principio hizo posible establecer la ley de la conservación de la energía, la cual indica que la energía existente en el universo es una cantidad constante que no se crea ni se destruye, sólo se transforma.

Tambien a mediados del siglo XIX, el físico escocés James Clerk Maxwell fué el primero en proponer que la luz se conforma por ondas electromagnéticas, las cuales se pueden propagar en el vacío sin necesidad de un medio material. Hoy sabemos que la diferencia básica entre las diferentes clases de radiación que constituyen el llamado espectro electromagnético se debe a su frecuencia o a su correspondiente longitud de onda.

A finales del siglo XIX, el físico francés Henri Bequerel descubrió la radiactividad al observar que los átomos del elemento uranio desprendían partículas muy pequeñas, con lo cual se consideró que el átomo no era una partícula más pequeña, sino que estaba constituido por otras partículas. Esto motivó  que se realizaran más experimentos atómicos como los de Thomson, Rutherford y Bohr, que concluyeron en describir al átomo como un pequeño sistema solar: así como los planetas giran alrededor del Sol, en el átomo, los electrones de carga negativa giran alrededor del núcleo, el cual se compone de protones con carga positiva y neutrones sin carga eléctrica.

Los descubrimientos de la radiactividad abrieron un nuevo campo: la física atómica, encargada de estudiar la constitución del átomo. Actualmente, el descubrimiento de nuevas partículas de vida media muy breve, ha dado orígen a la física nuclear, cuyo objetivo es descubrir totalmente la constitución del núcleo atómico.

DIVISIÓN DE LA FÍSICA

La física para su estudio, se divide en dos grandes grupos: física clásica y física moderna. La primera estudia todos aquellos fenómenos en los cuales la velocidad es muy pequeña comparada con la velocidad de la luz. La segunda se encarga de todos aquellos fenómenos que se producen a la velocidad de la luz o con valores cercanos a ésta y con los fenómenos relacionados con el comportamiento, estructura y núcleo atómico.