Este documento resume la evolución de la Física desde los siglos XVII-XXI, comenzando con la Mecánica clásica de Galileo y Newton, luego la Termodinámica y Electromagnetismo en el siglo XIX, la Relatividad y Mecánica Cuántica en el siglo XX, y actualmente buscando una Teoría del Todo que unifique todas las fuerzas fundamentales.

1. La Física: hacia la gran Unificación
1. Los siglos XVII y XVIII:
Mecánica
2. El siglo XIX:
Termodinámica y
Electromagnetismo
3. El siglo XX: Relatividad y
Mecánica Cuántica
4. El siglo XXI: nuevas
fronteras de la Física

2. 1. El siglo XVII: Galileo
o Principio de la inercia
o Principio de relatividad de
Galileo:
“Las leyes de la Mecánica
son equivalentes para
cualquier observador
inercial”
o Aplicación a la balística

3. 1. El siglo XVIII: Newton
o Leyes de la Dinámica
o Teoría de la Gravitación
Universal
o Unificación de la
Mecánica terrestre y la
del Universo

4. 2. Termodinámica
o Ciencia que estudia los
intercambios de energía
entre los sistemas
o Energía: magnitud que
mide la capacidad de un
sistema de realizar una
acción física

5. 2. Teorema de conservación de la energía
o Primer Principio de la
Termodinámica:
“La variación de energía
interna de un sistema es la
suma del calor y trabajo
intercambiados con el
entorno”
o Unificación del trabajo
mecánico y calor como
formas de intercambio
de energía

6. 2. Segundo Principio de la Termodinámica
o Imposibilidad de
transformación íntegra del
calor en trabajo en
máquinas térmicas
o Medida de la degradación
de energía

7. 2. Entropía
o Entropía: magnitud física
que mide el grado de
desorden de un sistema
o Proceso irreversible: sólo
se produce en un sentido
de forma espontánea

8. 2. Segundo Principio de la Termodinámica
o “En todo proceso
irreversible, la entropía
del universo aumenta”

9. 2. Electromagnetismo
o M. Faraday: unificación
de la electricidad y el
magnetismo
o Tecnología eléctrica:
alternadores, motores..
o Leyes de Maxwell:
unificación de los
fenómenos eléctricos,
magnéticos y ópticos

10. 2. Radiación electromagnética
o La luz es un tipo de radiación
electromagnética
o La velocidad de la luz depende
de parámetros eléctricos y
magnéticos del vacío
o H . Hertz: emisión de ondas de
radio
oo
c
 .
1


11. 3. Teoría de la Relatividad Restringida
o Todas las leyes de la Física
son equivalentes en
cualquier sistema de
referencia inercial
o La velocidad de la luz en el
vacío, c, es una constante
física, independiente del
movimiento del
observador

12. 3. Dilatación del tiempo
El tiempo medido por un
observador depende de
su estado de movimiento
oo tt
c
v
t .


2
2
1
1

13. 10. Contracción de la longitud
La longitud medida por un
observador depende de su
estado de movimiento
ol
c
vl .2
2
1

14. 3. Conversión masa-energía
2
.cmE 

15. 3. Aproximación relativística
o Sólo se utiliza si v  c
o Extensión del principio
de Relatividad de Galileo
a todos los campos de la
Física
o Ampliación del teorema
de conservación de
masa- energía

16. 3. Hipótesis cuántica de Planck
1900
La materia no absorbe o
emite energía de forma
continua, sino en paquetes,
cantidades mínimas
(cuantos de energía) o
múltiplos de ellas”
E = n. h
h = 6,63.10-34 J.s

17. 3. Hipótesis cuántica de Planck
o Los niveles discretos
de energía son
distinguibles para
valores próximos a h
o Extensión de la Física
al mundo subatómico

18. 3. Dualidad onda-corpúsculo
o Enunciado por L. De
Broglie (1923 )
o Toda partícula tiene
una onda asociada cuya
longitud de onda viene
dada por:
 = h / p

19. 3. Difracción de electrones
Cambio de propagación de
una onda cuando encuentra
un objeto de las dimensiones
de su longitud de onda

20. 3. Principio de incertidumbre
o Enunciado por W.
Heisenberg en 1927
o “Es imposible determinar
simultáneamente y con total
precisión la posición y
velocidad de una partícula”

21. 3. Mecánica Cuántica
o Extensión de la
Física al dominio
subatómico
o Relación entre los
fenómenos de emisión
de luz y la estructura
atómica

22. 3. Aceleradores de partículas
o Investigación del núcleo
mediante colisiones entre
partículas (aceleradores,
1950)
o Desarrollo de detectores
o Dispersión de una gran
diversidad de partículas
subatómicas (zoo de partículas)

23. 3. Modelo estándar
o 1964: Murray Gell-Mann
propone la existencia de
quarks (Finnegans Wake,
Joyce), de carga fraccionaria
o 1969: Premio Nobel de Física
o Cromodinámica Cuántica:
estudia las interacciones de
los quarks

24. 4. Partículas elementales
o Quarks y leptones:
componentes básicos de la
materia
o Bariones: formados por
tres quarks (protones y
neutrones)
o Bosones: partículas
portadoras de un tipo de
interacción

25. 4. Interacciones fundamentales

27. 4. Las nuevas fronteras de la Física
o Extensión de nuestro
conocimiento de la materia
desde el mundo subatómico
hasta los confines del cosmos
(más de 40 órdenes de
magnitud)
o Integración en un conjunto
coherente de la Mecánica, el
calor, Electromagnetismo, y
Física atómica

28. 4. Los retos del siglo XXI
o Unificación de todas las interacciones
o Nueva Física: más allá del modelo estándar