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Mis ecuaciones favoritas de la Física

De la física clásica a la mecánica cuántica

Éste videopost es un homenaje para agradecer a los profesores que conocí en mi formación universitaria en la carrera de Física de la Facultad de Ciencias UNAM. A través de la enseñanza de sus conocimientos (paradigmas) pude construir mi visión de La Vida y de aquello que llamamos Ciencia, que no es lo mismo pero es igual.

Las leyes físicas y los fenómenos que describen, se clasifican por lo común en dos categorías: clásicas y modernas.

Física Clásica

F=ma

Con las leyes de Newton se explicó la caída de los cuerpos, los proyectiles, los satélites terrestres, los movimientos de los planetas y otros tipos de movimiento macroscópico. La mecánica newtoniana también desarrollo conceptos como la conservación de la energía, acción y momento angular.

E=W+Q

La primera ley de la termodinámica es otra versión de la ley de la conservación de la energía. Nada se crea ni se destruye, sólo se transforma.

PV=NKT

Con la química del siglo XIX se aprendió que la materia está formada de moléculas y átomos. Con este conocimiento, en combinación con las leyes de Newton, se pudo explicar el gran misterio del calor en lo que se denomina teoría cinética del calor.

∇•B = 0

La gran gama de fenómenos eléctricos y magnéticos fue explicada por Maxwell a través de sus ecuaciones. Una de las consecuencias importantes fue cuando Maxwell derivó la teoría de la luz (y la ciencia de la óptica) como una consecuencia matemática de sus ecuaciones.

∂E²/∂t²= c²∇²E

Las ecuaciones de Maxwell describen a la luz como una onda que viaja con velocidad constante. Ésto provocó la dificultad para explicar el éter y los fracasos del experimento de Michelson y Morley llevarón a Einstein a formular la teoría de la relatividad especial en 1905. De ésta forma se entendieron las ecuaciones de Maxwell como una consecuencia relativista de la ley de Coulomb.

Física Moderna

E=hv

La física moderna requiere necesariamente una nueva constante fundamental de la naturaleza h, descubierta por Max Planck para describir la interacción de la luz en un cuerpo caliente. También hace uso de la naturaleza ondulatoria de la materia (y viceversa), la cual se descubrió en 1927.

Física moderna cuantica

hf= ⊕ + Ek

Poco después del descubrimiento de los electrones, se observó que, cuando la luz incide sobre ciertas superficies metálicas, se emiten electrones (Efecto Fotoeléctrico). La teoría ondulatoria de la luz hace algunas predicciones, pero las observaciones experimentales fueron lo contrario a estas predicciones.

p=h/λ

El experimento de la Doble rendija condujo a una paradoja ¿Cómo puede la luz presentar al mismo tiempo propiedades tanto de onda como de partícula?

De Broglie propuso que al dirigir un haz de partículas de cualquier tipo a una doble rendija apropiada, entonces exhibiría el patrón de interferencia.

Δx Δp ≥ h/4π

Por motivos culturales y educativos, las personas se suelen enfrentar al principio de incertidumbre por primera vez estando condicionadas por el determinismo de la física clásica.

HΨ= ih ∂Ψ/∂t

El futuro es impredecible, todo se basa en probabilidades. No es nuestra ignorancia, la naturaleza posee la probabilidad como algo intrínseco a ella y ni siquiera la propia naturaleza sabe que camino va a seguir un electrón. Richard Feynman

 

 

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