¿Qué es la física moderna?
FísicaModerno designa las nuevas concepciones de la Física desarrolladas durante las tres primeras décadas del siglo XX, que resultaron de las proposiciones teóricas de los físicos Albert Einstein y Max Planck. Después de la aparición de tteoría de la relatividad de Einstein y el cuantificaciónde ondas electromagnéticas, surgió este nuevo campo de estudio, ampliando los limitados horizontes de la Física Clásica.
Más completo que el Físicaclásico, La Física moderna es capaz de explicar los fenómenos de escamas mucho pequeña (atómico y subatómico) y velocidades muy altas, muy próximas al velocidad de la luz. los físicos del siglo XX Se dio cuenta de que el conocimiento actual no era suficiente para explicar fenómenos como efecto fotoeléctrico O el radiación de cuerpo negro. Así, se empezaron a plantear varias hipótesis sobre la naturalezadaluz y de la importar y sobre la interacción entre ellos.
Descubrimientos importantes de la física moderna
Varios experimentos marcaron la historia y el desarrollo de la Física Moderna. Entre ellos, podemos mencionar a aquellos que nos han brindado una comprensión más profunda de la estructura de la materia y los átomos y también de la naturaleza de la luz. Vea algunos ejemplos de estos importantes descubrimientos que marcaron el comienzo de la Física Moderna:
En 1895, Wilhem Rontgen descubrió la existencia de rayos X, un tipo invisible de radiación extremadamente penetrante.
En 1896, Antoinebecquerel descubrió la existencia de radioactividad.
Unos años más tarde, en 1900, el físico alemán MaxPlanck propuso que la energía transportada por el campo electromagnético tenía valores cuantificado, múltiplos entero de una cantidad mínima y constante.
En 1905, a través de su teoría de la relatividad, AlbertEinstein mostró que los fotogramas que se mueven con velocidades muchoalto,Siguiente à velocidad propagación daluz, vive el paso del tiempo y la medición de distancias de diferentes formas.
En 1913, NielsBohr propuso que los niveles de energía de los electrones dispersos alrededor de los núcleos atómicos son cuantificado, es decir, su energía viene dada por un múltiplo entero de un valor mínimo.
En 1924, el dualidadonda-partícula, establecido por el físico LuisDe'Broglie, demostró que cualquier cuerpo puede comportarse como una ola.
En 1926, el mecánicaCuántico, resultado del trabajo de los físicos como WernerHeisenberg y Erwin Schrodinger.
En otras palabras, el FísicaModerno logró explorar la naturaleza de mundomicroscópico y los grandes velocidadesrelativista, proporcionando valiosas explicaciones para varios fenómenos físicos que, hasta entonces, eran mal entendidos.
Hitos de la física moderna
→ Teoría atomista
LA teoríaatomístico se originó entre los pensadores griegos como cuentosenMileto y los atomistas Demócrito y Leucipus. Para estos pensadores, la materia estaba formada por partículas más pequeñas, indestructibles e indivisibles, llamadas átomos.
La teoría atomística ganó fuerza gracias a los diferentes modelos atómicos propuestos a lo largo de los estudios físicos. Vea a continuación algunos científicos importantes y sus teorías atómicas:
JohnDalton: creía que los átomos eran masivos e indivisibles y que las sustancias estaban formadas por combinaciones atómicas de diferentes proporciones.
J. J. Thomson: Según este científico, los electrones, que tienen carga eléctrica negativa, se encuentran dispersos en la superficie de una carga positiva.
ErnestoRutherford: para Rutherford, los átomos tenían una carga eléctrica positiva concentrada en una región extremadamente densa y reducida llamada núcleo atómico.
NielsBohr: según el modelo de Bohr, los electrones se ubicaron alrededor de núcleos atómicos con energía cuantificados, es decir, solo ocupaban niveles específicos de energía, que eran múltiplos de un menor.
vea también: Modelos atómicos
La concepción actual de qué son los átomos ha tenido varios aportes a lo largo de la historia, sufriendo varios cambios. Algunas de las propuestas más importantes para nuestra comprensión de los átomos y la materia vinieron de físicos como De'Broglie,Heisenberg y Schrodinger. Verificar:
Louis De'Broglie: propuso la existencia de ondas de materia, propiedad que explica el comportamiento dual de los electrones.
WernerHeinsenberg: propuso el principio de incertidumbre, indicando que no sería posible determinar, simultáneamente y con total precisión, la posición y cantidad de movimientos de partículas cuánticas.
ErwinSchrodinger: a través de su ecuación, pudo determinar las regiones con más probabilidades de encontrar un electrón alrededor del núcleo atómico.
veaademás:El nacimiento de la mecánica cuántica
→ Radiación de cuerpo negro
Para Física, se clasifica como cuerponegro cualquier cuerpo capaz de absorber toda la radiación que incida sobre él, reemitiéndola en forma de radiación térmica, según su temperatura.
El problema de la radiación del cuerpo negro fue una de las principales cuestiones abiertas en física a principios del siglo XX. A través de la hipótesis de cuantificar la energía de ondas electromagnéticas emitidas por cuerpos negros, el físico alemán Max Planck presentó la solución a este problema.
→ Experimento de la gota de aceite
O experimento de la gota de aceite, realizado por el físico RobertAndrewsMillikan, fue capaz de determinar el orden de magnitud de la carga eléctrica del electrones. El aparato utilizado en este experimento consistió en una botella rociadora, que roció gotas de aceite entre dos placas dispuestas eléctricamente cargadas en la dirección vertical, de modo que las gotas eran estáticas en el aire. Hasta que se llevó a cabo este experimento, no se conocía la carga de los electrones, solo la relación entre sus cargo y suya pasta.
veaademás: El descubrimiento del electrón
→ Experimento Franck-Hertz
O experimentarenFranck-Hertz validó el modelo atómico propuesto por NielsBohr. Este experimento demostró que solo es posible excitar los átomos de un gas de nivelesespecífico de energía, así como la cuantificación de los niveles de energía, propuesta por Bohr.
→ Experimento de Rutherford
El famoso Experimento de Rutherford en realidad fue interpretada por dos de sus estudiantes, Hansgeiger y ErnestoMardsen. En este experimento, una fina hoja de oro fue bombardeada por partículasalfa (Núcleos atómicos de helio) a alta velocidad. Se notó que, después de la colisión, los ángulos de algunas de estas partículas variaban mucho. Además, en algunos casos, hubo rebotar de partículas alfa, lo que sugirió la existencia de núcleos atómicos pesados y extremadamente densos.
→ Descubrimiento de lentes gravitacionales
El fenomeno de lentegravitacional se produce debido a la distorsión del espacio-tiempo ejercida por grandes masas, como las de estrellas y planetas. Según la relatividad general, propuesta por AlbertEinstein, la gravedad que ejercen los cuerpos masivos es el resultado de la deformación en el relieve del espacio-tiempo. Como resultado, al propagarse a través del espacio-tiempo deformado, la luz sufriría una desviación.
Este fenómeno fue observado por los astrónomos midiendo la duración del eclipse solar total que ocurrió en 1919. Las mediciones se realizaron simultáneamente en la ciudad de Sobral, ubicado en el estado de Ceará, es en Ellos sonThomas y Príncipe.
veaademás: Einstein y Ceará
→ Experimento de Michelson-Morley
el experimento de Michelson-Morley demostró que las ondas electromagnéticas son capaces de propagarse en el vacío, por lo que no necesitan un medio para hacerlo. Para probar esta propiedad, los investigadores AlbertMichelson y EduardoMorley utilizó un gran interferómetro (dispositivo utilizado para investigar la interferencia de la luz) sumergido en una piscina llena de Mercurio. De esta forma se evitarían vibraciones de cualquier tipo, capaces de afectar a la medición extremadamente sensible.
En el experimento en cuestión, se midió el tiempo que tarda la luz en reflejarse en espejos alineados con precisión. Si la Tierra se mueve en el medio en el que se propaga la luz, se deben observar pequeñas desviaciones en los rayos reflejados, lo cual no ocurrió. Así, los investigadores probaron la teoría propuesta.
→ Efecto fotoeléctrico
O Está hechofotoeléctrico fue un fenómeno sin una explicación satisfactoria hasta que los estudios desarrollados por AlbertEinstein. Al poder explicar este efecto, Einstein fue galardonado con un NobelenFísica. A través de la idea de MaxPlanck, Albert Einstein extendió la teoría de la cuantificación de energía desde la radiación del cuerpo negro a cualquier tipo de radiación, estableciendo así la noción de dualidad onda-partícula.
relatividad general
LA relatividadgeneral es una generalización de la teoría especial de la relatividad, también desarrollada por el físico alemán Albert Einstein. Según esta teoría, los cuerpos masivos, como los planetas y las estrellas, son capaces de deformar el tejido, o relieve, del espacio-tiempo. Esta deformación, a su vez, da lugar a la gravedad.
La gravedad de las estrellas y los planetas deforma el espacio-tiempo, dando lugar a la gravedad.
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*Créditos de imagen: Benjamin Couprie, Institut International de Physique de Solvay / Wikimedia Commons.
Por mí. Rafael Helerbrock