Las Ramas de la Física

Descripción detallada acerca de que son las distintas Ramas de la Física, sus pioneros y ejemplos de donde se ven empleadas.

1. Nombre: Fernando Casanova Casas Matricula: 1935320 Profesor: Lic. Víctor Faz Las Ramas de la Física

2. INDICE DE CONTENIDO Presentación   ......................................................................................................................................... ¿Qué es la Física? ................................................................................................................................    Introducción a Las Ramas de la Física ................................................................................................    FISICA CLASICA  .......................................................................................................................... Mecánica Clásica ........................................................................................................................         Pionero's  de la Mecánica Clásica ...............................................................................................        Ejemplo en donde se ve  empleada la Mecánica Clásica …........................................................   Electromagnetismo …..................................................................................................................         Pionero's  del Electromagnetismo ................................................................................................          Ejemplo donde se ve empleada el Electromagnetismo …........................................................... Acústica   .......................................................................................................................................         Pionero's de la Acústica  …............................................................................................................        Ejemplo en donde se ve empleada la Acústica  …........................................................................ Óptica ….......................................................................................................................................         Pionero's de la Óptica …...............................................................................................................         Ejemplo en donde se ve empleada La Óptica …...........................................................................      

3. INDICE DE CONTENIDO   Termodinámica ..........................................................................................................................      Pionero's de la  Termodinámica ...................................................................................................     Ejemplo en donde se ve empleada la Termodinámica ................................................................     FISICA MODERNA ...................................................................................................................   Física Relativista .........................................................................................................................      Pionero's  de la Física Relativista …..............................................................................................          Ejemplo en donde se ve empleada la Física Relativista ..............................................................   Física Cuántica ..........................................................................................................................         Pionero's  de la Física Cuántica …..............................................................................................        Ejemplo en donde se ve empleada la Física Cuántica …......................................,…................   Física Atómica y Molecular  ........................................................................................................       Pionero's  de la Física Atómica y Molecular ................................................................................       Ejemplo en donde se ve empleada la Física Atómica y Molecular .............................................   Física Nuclear …........................................................................................................................       Pinero's  de la Física Nuclear …..................................................................................................       Ejemplo en donde se ve empleada la Física Nuclear .................................................................      

4. INDICE DE CONTENIDO  Física de Partículas   ....................................................................................................................   Pinero's de la   Física de Partículas   ..............................................................................................   Ejemplo en donde se ve empleada la   Física de Partículas  .........................................................   Física del Plasma   ......................................................................................................................      Pinero's  de la Física  del Plasma …..............................................................................................          Ejemplo en donde se ve empleada la  Física del Plasma   ............................................................. Descripción más clara de las clasificaciones de la Física y sus ramas ...................................... Referencias ................................................................................................................................

5. PRESENTACION Antes de comenzar con el tema de la presentación; Las Ramas de la Física, queremos que primero puedas comprender lo que significa la Física de forma generl , en una breve fundamentación en donde además estarán incluidos, la Historia de la Física a lo largo del tiempo, Ejemplos más comunes en donde se ve manifestada, y sus Mayores exponentes, en este tipo de Ciencia Cientifica .

6. Física   La  física,  es una de las ciencias naturales que se encarga del estudio de la energía, la materia y el espacio-tiempo, así como las interacciones de estos tres conceptos entre sí; Además es tal vez la más antigua de todas las disciplinas académicas. Esta disciplina incentiva competencias, métodos y una cultura científica que permiten comprender nuestro mundo físico y viviente, para luego actuar sobre él. Sus procesos cognitivos se han convertido en protagonistas del saber y hacer científico y tecnológico general, ayudando a conocer, teorizar, experimentar y evaluar actos dentro de diversos sistemas, clarificando causa y efecto en numerosos fenómenos. De esta manera, la física contribuye a la conservación y preservación de recursos, facilitando la toma de conciencia y la participación efectiva y sostenida de la sociedad en la resolución de sus propios problemas. La Física es significativa e influyente, no solo debido a que los avances en la comprensión a menudo se han traducido en nuevas tecnologías, sino también a que las nuevas ideas en la física resuenan con las demás ciencias, las matemáticas y la filosofía. No es sólo una ciencia teórica; es también una ciencia experimental. Como toda ciencia, busca que sus conclusiones puedan ser verificables mediante experimentos y que la teoría pueda realizar predicciones de experimentos futuros basados en observaciones previas. Dada la amplitud del campo de estudio de la física, así como su desarrollo histórico con relación a otras ciencias, se la puede considerar la ciencia fundamental o central, ya que incluye dentro de su campo de estudio a la química, la biología y la electrónica, además de explicar sus fenómenos.

7. Introducción a las Ramas de la Física Sabemos que la Física estudia la materia, la energía, el espacio, el tiempo y sus interacciones. Obviamente, estos son los objetos de estudio de la Física, mas ello implica una gran cantidad y variedad de fenómenos, desde el conocimiento del as características del movimiento de una hoja de árbol que cae libremente al suelo, hasta el estudio de las partículas que constituyen la materia en su composición elemental, como los electrones, los cuarks, los neutrinos, por mencionar algunos ejemplos, sin olvidar el movimiento de los planetas, las estrellas y los cuerpos celestes en general. Por esta razón, la Física se ha clasificado en ramas para sistematizar su desarrollo y hacer más accesible el estudio académico para quienes deben introducirse en esta fascinante disciplina científica. En general, se ha dado por clasificar a la Física en dos grandes ramas en cuanto a sus alcances a nivel perceptual y sensorial, además de temporal. A saber, se conoce como Física Clásica la parte dela Física que se desarrolló desde ls épocas antiguas con Aristóteles (384 – 322 a .C), como su representante principal, hasta mediados del siglo XIX, con personajes como Isaac Newton (1642 – 1727), Michael Faraday (1791 – 1867), James Clerk Maxwell (1831 – 1879), entre otros. Durante este periodo, la mayor parte de los conocimientos adquiridos se desarrollaron tomando como principal fuente de información algunos de los sentidos, es decir, la vista, el oído, el tacto, etcétera.

8. Introducción a las Ramas de la Física De ahí nacen la subdivisiones de la Física Clásica, por ejemplo,   Óptica, Acústica, Termodinámica y Mecánica , las cuales estudian los fenómenos de la naturaleza relacionado con los sentidos, como el sonido, la luz, el calor, el movimiento de los cuerpos, etcétera. Además, cuando se reunió la infraestructura conceptual suficiente para su estudio, se desarrollaron también la electricidad y el magnetismo. Con el tiempo se empezó a desarrollar a profundizar en el estudio de la estructura de la materia y el comportamiento de la misma a velocidades comparables a la de la luz (300 000 km/s), sin embrago, se observó que las leyes de la Física clásica no cubrían los requisitos para explicar estos nuevos estudios. Así inicio, a finales del siglo XIX, lo que se conoce como  Física Moderna , y surgieron otras ramas de estudio, como  la  Física Cuántica, la Relatividad, la Física Atómica ,  entre otras.

9. Mecánica Clásica  Se conoce como Mecánica Clásica a la descripción del movimiento de cuerpos macroscópicos a velocidades muy pequeñas en comparación con la velocidad de la luz. Existen dos tipos de formulaciones de esta mecánica, conocidas como mecánica newtoniana y mecánica analítica. La mecánica newtoniana, como su nombre indica, lleva intrínsecos los preceptos de Newton. A partir de las tres ecuaciones formuladas por Newton y mediante el cálculo diferencial e integral, se llega a una muy exacta aproximación de los fenómenos físicos. Esta formulación también es conocida como mecánica vectorial, y es debido a que a varias magnitudes se les debe definir su vector en un sistema de referencia inercial privilegiado. La mecánica analítica es una formulación matemática abstracta sobre la mecánica; nos permite desligarnos de esos sistemas de referencia privilegiados y tener conceptos más generales al momento de describir un movimiento con el uso del cálculo de variaciones.  Existen dos formulaciones equivalentes: la llamada mecánica lagrangiana es una reformulación de la mecánica realizada por Joseph Louis Lagrange que se basa en la ahora llamada ecuación de Euler-Lagrange (ecuaciones diferenciales de segundo orden) y el principio de mínima acción; la otra, llamada mecánica hamiltoniana, es una reformulación más teórica basada en una funcional llamada hamiltoniano realizada por William Hamilton. En última instancia las dos son equivalentes. En la mecánica clásica en general se tienen tres aspectos invariantes: el tiempo es absoluto, la naturaleza realiza de forma espontánea la mínima acción y la concepción de un universo determinado.

10. Pinero's de la  Mecánica Clásica Sir Isaac Newton (1642 – 1727) Padre de esta Rama de la Física, ya que hizo grandes contribuciones a loa teoría; gracias a que desarrolló las leyes de la mecánica (la ahora llamada mecánica clásica), que explican el movimiento de los objetos en forma matemática. Galileo Galilei (1564 – 1642)  Es famoso por sus teorías sobre la mecánica celeste, y sus trabajos en el área de la mecánica, que le abrieron camino a Newton.

11. Ejemplo en donde se ve empleada la Mecánica Clásica El Sistema Solar puede ser explicado con gran aproximación mediante la mecánica clásica, concretamente, mediante las leyes de Newton y la ley de la gravitación universal de Newton. Solo algunas pequeñas desviaciones en el perihelio de mercurio, que fueron descubiertas tardíamente, no podían ser explicadas por la teoría de Newton y solo pudieron ser explicadas mediante la teoría de la relatividad general de Einstein.

12. Electromagnetismo El Electromagnetismo  es una rama de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron presentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk Maxwell en el año 1865. La formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales que relacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentes materiales (corriente eléctrica, polarización eléctrica y polarización magnética), conocidas como ecuaciones de Maxwell, lo que ha sido considerada como la “ segunda gran unificación de la física ”, siendo la primera realizada por Isaac Newton. El electromagnetismo es llamada también teoría de campos; es decir, las explicaciones y predicciones que provee se basan en magnitudes físicas vectoriales o tensoriales dependientes de la posición en el espacio y del tiempo. El electromagnetismo describe los fenómenos físicos macroscópicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, usando para ello campos eléctricos y magnéticos y sus efectos sobre las sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. Por ser una teoría macroscópica, es decir, aplicable solo a un número muy grande de partículas y a distancias grandes respecto de las dimensiones de estas, el electromagnetismo no describe los fenómenos atómicos y moleculares, para los que es necesario usar la mecánica cuántica. El electromagnetismo es considerado como una de las cuatro fuerzas fundamentales del universo actualmente conocido.

13. Pinero's del Electromagnetismo Hans Christian Ørsted (1777 – 1851) Descubrió la relación entre la electricidad y el magnetismo, demostrando empíricamente que un hilo conductor de corriente puede mover la aguja imanta de una brújula. André-Marie Ampère (1775 – 1836) Ampere descubrió las leyes que hacen posible el desvió de una brújula magnética por una corriente eléctrica, la que hizo posible el funcionamiento de los actuales aparatos d medida. Descubrió las acciones mutuas entre corrientes eléctricas, al demostrar que dos conductores paralelos por los que circula una corriente en el mismo partido, se atraen mientras que si los sentidos de la corriente son opuestos, se repelen. La medida de corriente eléctrica, el amperio, recibe este nombre en su honor. Joseph Henry (1791 – 1878) Henry descubrió, de forma independiente y simultánea a Faraday, que un campo magnético variable induce una fuerza electromotriz. En particular Henry dedujo que sí, un conductor se vende perpendicularmente a un campo magnético, aparece una diferencia de potencial entre los extremos del conductor. Henry repite que la aparición de la fuerza electromotriz inducida, puede ser explicada de forma clave para la Ley de Lorentz, es decir, por las fuerzas que el campo magnético ejerce sobre las cargas del conductor.

14. Pinero's del Electromagnetismo Michael Faraday (1798 – 1867) Descubrió la Inducción mutua, envolvió dos bobinas aisladas de alambre alrededor de un anillo de hierro, y se encontró que , al pasar una corriente y atreves de una bobina, una corriente se pasa a la otra bobina.   Nikola Tesla (1856 – 1943) Descubrió el campo magnético giratorio e invento la corriente alterna, incluyendo el sistema polifásico de distribución eléctrica, y el motor de corriente alterna, que tanto contribuyeron al nacimiento de la Segunda Revolución Industrial.

15. E jemplo donde se ve empleada el Electromagnetismo Los principios del electromagnetismo encuentran aplicaciones en diversas disciplinas afines, tales como las microondas, antenas, máquinas eléctricas, comunicaciones por satélite, bio - electromagnetismo, plasmas, investigación nuclear, la fibra óptica, la interferencia y la compatibilidad electromagnéticas, la conversión de energía electromecánica, la meteorología por radar, y la observación remota. Los dispositivos electromagnéticos incluyen transformadores, relés, radio/TV, teléfonos, motores eléctricos, líneas de transmisión, guías de onda, fibras ópticas y láseres.

16. Acústica   La Acústica , es la rama de la Física, que    estudia el sonido, infrasonido y ultrasonido, es decir ondas mecánicas que se propagan a través de la materia (tanto sólida como líquida o gaseosa) (no pueden propagarse en el vacío) por medio de modelos físicos y matemáticos. A efectos prácticos, la acústica estudia la producción, transmisión, almacenamiento, percepción o reproducción del sonido. La ingeniería acústica es la rama de la ingeniería que trata de las aplicaciones tecnológicas de la acústica. La acústica considera el sonido como una vibración que se propaga generalmente en el aire a una velocidad de 343 m/s (aproximadamente 1 km cada 3 segundos), o 1235 km/h en condiciones normales de presión y temperatura.     Principales características: Generación de sonido debido al movimiento violento en el aire.  Estudio sistemático de efectos acústicos en sitios arqueológicos. Análisis de los fenómenos sonoros, mediante modelos físicos y matemáticos.  Estudio del control del sonido, tanto del aislamiento entre recintos habitables (casas, cuartos o habitaciones), como del acondicionamiento acústico de locales (salas de conciertos, teatros, etc.), amortiguándolo mediante materiales blandos, o reflejándolo con materiales duros para que la construcción o la estructura del lugar permita el máximo aprovechamiento del sonido o bien hacer que en sonido disminuya y no traspase los muros o paredes. Estudia la percepción del sonido en humanos, la capacidad para localizar espacialmente la fuente, es decir su ubicación, la calidad observada de los métodos de compresión de audio, etcétera.

17. Acústica   Estudio de la audición y producción de sonido en animales (quirópteros, insectos, aves, peces, cetáceos, etc.) como herramienta para clasificaciones taxonómicas (diagnóstico de especie), estudios etológicos (comportamiento), ecológicos (relaciones entre especies y el entorno), de biodiversidad, etc. En la actualidad uno de los métodos que han suscitado atención es el monitoreo acústico con Sistema de Grabación Autónomo (ARU en inglés), el cual permite obtener grandes cantidades de datos de manera no-invasiva y a bajo co sto. Estudio del sonido en exteriores, el ruido ambiental y sus efectos en las personas y la naturaleza, estudio de fuentes de ruido como el tránsito vehicular, ruido generado por trenes y aviones, establecimientos industriales, talleres, locales de ocio y el ruido producido por el vecindario (la contaminación auditiva). Relacionada sobre todo con la detección de objetos sumergidos mediante el sonido (se utiliza en barcos o en submarinos sonar). Estudio de la producción de sonido en los instrumentos musicales, y de los sistemas de afinación de la escala. Estudia el tratamiento electrónico del sonido, incluyendo la captación (micrófono y estudios de grabación), procesamiento (efectos, filtrado comprensión, etc.) amplificación, grabación, producción (altavoces), etc. Estudio del funcionamiento del aparato auditivo, desde la oreja a la corteza cerebral (el oído y sus componentes, así como sus repercusiones, enfermedades y trastornos). Análisis de las características acústicas del habla y sus aplicaciones. Estudio de los sonidos extremadamente intensos, como el de las explosiones, turborreactores, entre otros.

18. Pitágoras (c. 569 - c. 475 a. C) Pitágoras se interesó por la naturaleza de los intervalos musicales. Quería saber por qué algunos intervalos sonaban más bellos que otros, y llegó a respuestas en forma de proporciones numéricas. Pinero's de la Física  Acústica   Aristóteles (384 a 322 a. C.) Comprobó que el sonido consistía en contracciones y expansiones del aire «cayendo sobre y golpeando el aire próximo», una buena forma de expresar la naturaleza del movimiento de las ondas. Marco Vitruvio  (c. 80 – 70 a. C. - 15 a. C.) Escribió un tratado sobre las propiedades acústicas de los teatros, incluyendo temas como la interferencia, los ecos y la reverberación; esto supuso el comienzo de la acústica arquitectónica. Galileo Galilei (1564 – 1642) Marin Mersenne  (1588 – 1648) Descubrieron de forma independiente todas las leyes de la cuerda vibrante, terminando así el trabajo que Pitágoras había comenzado 2000 años antes.  Galileo escribió «Las ondas son producidas por las vibraciones de un cuerpo sonoro, que se difunden por el aire, llevando al tímpano del oído un estímulo que la mente interpreta como sonido», sentando así el comienzo de la acústica fisiológica y de la psicológica. Entre 1630 y 1680 se realizaron mediciones experimentales de la velocidad del sonido en el aire por una serie de investigadores, destacando de entre ellos Mersenne. 

19. Pinero's de la  Física  Acústica   Sir Isaac Newton (1642 – 1727) Obtuvo la fórmula para la velocidad de onda en sólidos, uno de los pilares de la física acústica. Hermann von Helmholtz (1821 – 1894)   En el siglo XIX, los gigantes de la acústica eran Helmholtz en Alemania, que consolidó la acústica fisiológica, y Lord Rayleigh en Inglaterra, que combinó los conocimientos previos con abundantes aportaciones propias en su monumental obra «La teoría del sonido».  John William Strut (1842 – 1919) Desarrollaron la analogía entre electricidad y acústica. Wallace Clement   (1868 – 1910) Fundó el campo de la acústica arquitectónica  moderna. Sabine fue capaz de determinar, a través de estas incursiones nocturnas, que definitivamente existe unos vínculos relacionados entre la calidad acústica, el tamaño de la cámara, y la suma de las superficies de absorción actual. Él formalmente lo definió como el tiempo de reverberación, que sigue siendo actualmente la característica más importante para medir la calidad acústica de una sala. Georg Simon Ohm (1789 – 1827) Charles Wheatstone (1802 – 1875)

20. Ejemplo en donde se ve empleada la Acústica  Fuente de sonido omnidireccional  en una  cámara anecoica.

21. Óptica La  óptica  es la rama de la física que involucra el estudio del comportamiento y las propiedades de la luz,  incluidas sus interacciones con la materia, así como la construcción de instrumentos que se sirven de ella o la detectan.  La óptica generalmente describe el comportamiento de la luz visible, de la radiación ultravioleta y de la radiación infrarroja. Al ser una radiación electromagnética, otras formas de radiación del mismo tipo como los rayos X, las microondas y las ondas de radio muestran propiedades similares.  La mayoría de los fenómenos ópticos pueden explicarse utilizando la descripción electrodinámica clásica de la luz. Sin embargo, la óptica práctica generalmente utiliza modelos simplificados. El más común de estos modelos, la óptica geométrica, trata la luz como una colección de rayos que viajan en línea recta y se desvían cuando atraviesan o se reflejan en las superficies. La óptica física es un modelo de la luz más completo, que incluye efectos ondulatorios como la difracción y la interferencia, que no se pueden abordar mediante la óptica geométrica. Algunos fenómenos dependen del hecho de que la luz muestra indistintamente propiedades como onda y partícula. La explicación de estos efectos requiere acudir a la mecánica cuántica. Al considerar las propiedades de la luz similares a las de las partículas, se puede modelar como un conjunto de  fotones  individuales. La óptica cuántica se ocupa de la aplicación de la mecánica cuántica a los sistemas ópticos. La óptica como ciencia es un campo muy relevante, y es estudiada en muchas disciplinas con las que está íntimamente relacionada, como la astronomía, varios campos de la ingeniería, la fotografía y la medicina (particularmente la oftalmología y la optometría). Las aplicaciones prácticas de la óptica se encuentran en una gran variedad de tecnologías, incluidos espejos, lentes, telescopios, microscopios, equipos láser y sistemas de fibra óptica.

22. Pinero's de la Física Óptica Platón (c. 427 – 347 a. C) Fue el primero que articuló la teoría de la emisión, la idea de que la visión se logra mediante rayos emitidos por los ojos. También habló sobre la inversión en los espejos (de la paridad entre un objeto y su imagen reflejada) en el  Timaeus . Euclides (ca. 325 – 265 a .C) Escribió un tratado titulado  Óptica , donde vinculó la   visión  a la geometría, creando la  óptica geométrica . En  su  trabajo sobre  la teoría de la emisión de Platón  describió las reglas matemáticas  de la perspectiva y describió los  efectos de la refracción cualitativa - vamente , aunque cuestionó que  un rayo de luz emitido desde un  ojo iluminara instantáneamente  las estrellas cada vez que alguien parpadeaba.  Claudio Ptolomeo (c. 100 – 170 d. C) En su tratado sobre  Óptica , introdujo una teoría de la visión que combinaba las dos anteriores: los rayos (o el flujo emitido) del ojo formaban un cono, el vértice estaba dentro del ojo y la base definía el campo visual. Los rayos eran sensibles y transmitían información al intelecto del observador sobre la distancia y la orientación de las superficies. Resumió gran parte del trabajo de Euclides y describió una forma de medir los efectos de la ley de Snell, aunque no se dio cuenta de la relación empírica existente entre los ángulos. Al – Kindi (801 - 873) Escribió sobre los méritos de las ideas aristotélicas y euclidianas de la óptica, favoreciendo la teoría de la emisión, ya que podía cuantificar mejor los fenómenos ópticos .

23. Pinero's de la Física Óptica Ibn Shall (940 – 1000) Escribió el tratado "Sobre espejos y lentes incendiarios", describiendo correctamente una ley de refracción equivalente a la ley de Snell. Utilizó esta ley para calcular formas óptimas para lentes y espejos curvos.           Alhacén  (965 d. C – 1040) Considerado uno de los padres de la óptica,  escribió el  Libro de Óptica  ( Kitab al- manazir ) en el que exploró la reflexión y la refracción y propuso un nuevo sistema para explicar la visión y la luz basado en la observación y la experimentación. Rechazó la "teoría de emisión" de la óptica ptolemaica con sus rayos emitidos por el ojo, y planteó la idea de que la luz se refleja en todas las direcciones en líneas rectas desde todos los puntos de los objetos vistos y luego entra en el ojo, aunque no fue capaz de explicar correctamente cómo el ojo captaba los rayos .  Roberto Grosseteste (1175 – 1253)   En la Europa medieval del siglo XIII, el obispo inglés, escribió sobre una amplia gama de temas científicos y discutió la luz desde cuatro perspectivas diferentes: una epistemología de la luz, una metafísica o cosmogonía   de la luz, una etiología o física de la luz y un teología de la luz, basándose en las obras de Aristóteles y el platonismo . Roger Bacon (c. 1214 – 1294) El discípulo más famoso de Grosseteste , Roger Bacon, escribió obras que citan una amplia gama de trabajos ópticos y filosóficos por entonces traducidos, incluidos los de  Alhacén , Aristóteles, Avicena, Averroes, Euclides, al- Kindi , Ptolomeo, Tideus y Constantino el Africano. Bacon pudo usar partes de esferas de vidrio como lupas para demostrar que la luz se refleja en los objetos en lugar de liberarse de ellos .

24. Pinero's de La Física Optica              Johannes Kepler                (1571 – 1630) Amplió la óptica geométrica en sus escritos, cubriendo las lentes, los reflejos de espejos planos y curvos, los principios de la cámara estenopeica, las leyes de los cuadrados inversos que rigen la intensidad de la luz y las explicaciones ópticas de fenómenos astronómicos como los eclipses lunares y solares y el paralaje astronómico. También fue capaz de deducir correctamente el papel de la retina como el órgano real que percibe las imágenes, y finalmente fue capaz de cuantificar científicamente los efectos de los diferentes tipos de lentes que los fabricantes de gafas habían estado observando durante los últimos 300 años. Después de que se inventara el telescopio, Kepler estableció las bases teóricas sobre cómo funcionaba y describió una versión mejorada, conocida como  telescopio kepleriano , utilizando dos lentes convexas para producir una mayor ampliación.  René Descartes   (1596 – 1650) La óptica progresó a mediados del siglo XVII con los tratados escritos por el mismo, en los que explicaba una gran variedad de fenómenos ópticos, incluyendo la reflexión y la refracción al asumir que la luz era emitida por los objetos que la producían. Esta interpretación difería sustancialmente de la antigua teoría de emisión griega. Sir Isaac Newton (1642 – 1727) Expandió las ideas de Descartes en una teoría corpuscular de la luz, y determinó que la luz blanca era una mezcla de colores que se puede separar en sus partes componentes con un Prisma. Christiaan Huygens (1629 – 1695) Propuso una explicación  ondulatoria  para la luz, basándose en las sugerencias que había hecho  Robert Hooke. Albert Einstein  (1879 – 1955) Publicó la teoría del efecto fotoeléctrico que estableció firmemente la cuantificación de la luz en sí misma.

25. Ejemplo en donde se ve empleada La Física óptica L a óptica incluye el estudio de la dispersión de la luz.

26. Termodinámica La  termodinámica  es la rama de la física que describe los estados de equilibrio termodinámico a nivel macroscópico. El  Diccionario de la lengua española  de la Real Academia, por su parte, define la termodinámica como la rama de la física encargada del estudio de la interacción entre el calor y otras manifestaciones de la energía.  Constituye una teoría fenomenológica, a partir de razonamientos deductivos, que estudia sistemas reales, sin modelizar y sigue un método experimental. Los estados de equilibrio se estudian y definen por medio de  magnitudes extensivas  tales como la energía interna, la entropía, el volumen o la composición molar del sistema, o por medio de magnitudes no-extensivas derivadas de las anteriores como la temperatura, presión y el potencial químico; otras magnitudes, tales como la imanación, la fuerza electromotriz y las asociadas con la mecánica de los medios continuos en general también pueden tratarse por medio de la termodinámica. La termodinámica ofrece un aparato formal aplicable únicamente a estados de equilibrio, definidos como aquel estado hacia «el que todo sistema tiende a evolucionar y caracterizado porque en el mismo todas las propiedades del sistema quedan determinadas por factores intrínsecos y no por influencias externas previamente aplicadas». Tales estados terminales de equilibrio son, por definición, independientes del tiempo, y todo el aparato formal de la termodinámica –todas las leyes y variables termodinámicas– se definen de tal modo que podría decirse que un sistema está en equilibrio si sus propiedades pueden describirse consistentemente empleando la teoría termodinámica. Los estados de equilibrio son necesariamente coherentes con los contornos del sistema y las restricciones a las que e esté sometido.  Por medio de los cambios producidos en estas restricciones (esto es, al retirar limitaciones tales como impedir la expansión del volumen del sistema, impedir el flujo de calor, etc.), el sistema tenderá a evolucionar de un estado de equilibrio a otro; comparando ambos estados de equilibrio, la termodinámica permite estudiar los procesos de intercambio de masa y energía térmica entre sistemas térmicos diferentes.

27. Pinero's  de la Termodinámica Otto von Guericke   (1602 – 1686) La historia de la termodinámica como disciplina científica se considera generalmente que comienza con Otto Von Guericke, construyó y diseñó la primera bomba de vacío y demostró las propiedades del vacío usando sus hemisferios de Magdeburgo. Guericke fue impulsado a hacer el vacío con el fin de refutar la suposición de Aristóteles que "la naturaleza aborrece el vacío" Robert Boyle estudió y mejoró los diseños de Guericke y en 1656, en coordinación con el científico Robert Hooke, construyó una bomba de aire. Con esta bomba, Boyle y Hooke observaron una correlación entre la presión, temperatura y volumen. Con el tiempo, se formularon la ley de Boyle, indicando que para un gas a temperatura constante, la presión y el volumen son inversamente proporcionales y otras leyes de los gases. Robert Boyle (1627 – 1691) Robert Hooke (1635 – 1703) Denis Papin (1647 – c. 1712) Fue un asociado de Boyle, Denis Papin basándose en estos conceptos, construyó un digestor de vapor, que era un recipiente cerrado con una tapa de cierre hermético en el que el vapor confinado alcanzaba una alta presión, aumentando el punto de ebullición y acortando el tiempo de cocción de los alimentos.  A  partir de los diseños de Papin, construyó el primer motor térmico, seguido por Thomas. Aunque estos primeros motores eran toscos y poco eficientes, atrajeron la atención de los científicos más destacados de la época. Thomas Newcomen (1663 – 1729) Thomas Savery (1650 – 1715)

28. Pinero's  de la  Termodinámica Daniel Bernoulli (1700 – 1782) Usó métodos estadísticos, junto con la mecánica clásica, para extraer resultados de la hidrodinámica, iniciando la mecánica estadística. Joseph Black   (1728 – 1799) Los conceptos de capacidad calorífica y calor latente, fueron desarrollados por el profesor de la Universidad de Glasgow   James Watt (1736 – 1819) Trabajó como fabricante de instrumentos. Concibió la idea del condensador externo, aumentando grandemente la eficiencia de la máquina de vapor. Antoine Lavoisier (1743 – 1794)  Propuso la  teoría calórica. Benjamin Thompson (1753 – 1814) Demostró la conversión del trabajo mecánico en calor. Sadi Carnot (1796 – 1832) El "padre de la termodinámica ", publicó en 1824  Reflexiones sobre la energía motriz del fuego , un discurso sobre la eficiencia térmica, la energía, la energía motriz y el motor. El documento describe las relaciones básicas energéticas entre la máquina de Carnot, el ciclo de Carnot y energía motriz, marcando el inicio de la termodinámica como ciencia moderna.

29. Pinero's de la  Termodinámica Lograron, La primera y segunda leyes de la termodinámica  Henri Hess (1802 – 1850) William Rankine (1820 – 1872) Rudolf Clausius (1822 – 1888) William Thomson (1824- 1907) James Prescott Joule (1818 – 1889)  Josiah Willard Gibbs (1839- 1903) Publicó una serie de tres artículos, siendo la más famosa  Sobre el equilibrio de las sustancias heterogéneas . Gibbs demostró cómo los procesos termodinámicos, incluyendo reacciones químicas, se podrían analizar gráficamente. Mediante el estudio de la energía, la entropía, potencial químico, la temperatura y la presión del sistema termodinámico, se puede determinar si un proceso se produce espontáneamente. Establecieron los fundamentos de la termodinámica estadística Josiah Willard Gibbs (1839- 1903) James Clerk  Maxwell (1831 – 1879) Ludwig Boltzmann (1844 – 1906)   Max Planck (1858 – 1947) Rudolf Clausius   (1822 – 1888) Johannes Van der Waals (1837 – 1923)

30. Ejemplo en donde se ve empleada La Termodinámica Máquina térmica  típica donde puede observarse la entrada desde una fuente de calor (caldera) a la izquierda y la salida a un disipador de calor (condensador) a la derecha. El trabajo se extrae en este caso mediante una serie de pistones.

31. Física Relativista La  teoría de la relatividad  incluye tanto a la teoría de la relatividad especial como la de relatividad general, formuladas por Albert Einstein, que pretendían resolver la incompatibilidad existente entre la mecánica newtoniana y el electromagnetismo. En esta Rama de la Física se podría por así decirlo clasificarse en dos subdivisiones de la teoría: La relatividad especial, también llamada teoría de la relatividad restringida, describe la física del movimiento en el marco de un espacio-tiempo plano. Esta teoría describe correctamente el movimiento de los cuerpos incluso a grandes velocidades y sus interacciones electromagnéticas, se usa básicamente para estudiar sistemas de referencia inerciales (no es aplicable para problemas astrofísicos donde el campo gravitatorio desempeña un papel importante). La relatividad general, generaliza el principio de relatividad  para un observador arbitrario. Esto implica que las ecuaciones de la teoría deben tener una forma de covariancia más general que la usada en la teoría de la relatividad especial. Además de esto, la teoría de la relatividad general propone que la propia geometría del espacio-tiempo se ve afectada por la presencia de materia, de lo cual resulta una teoría relativista del campo gravitatorio. De hecho la teoría de la relatividad general predice que el espacio-tiempo no será plano en presencia de materia y que la curvatura del espacio-tiempo será percibida como un campo gravitatorio. El supuesto básico de la teoría de la relatividad es que la localización de los sucesos físicos, tanto en el tiempo como en el espacio, son relativos al estado de movimiento del observador: así, la longitud de un objeto en movimiento o el instante en que algo sucede, a diferencia de lo que sucede en mecánica newtoniana, no son invariantes absolutos, y diferentes observadores en movimiento relativo entre sí diferirán respecto a ellos (las longitudes y los intervalos temporales, en relatividad son relativos y no absolutos).

32. Pinero's de la  Física Relativista Albert Einstein (1879 – 1955) "EL PADRE DE LA RELATIVIDAD" En 1905, publicó su teoría de la relatividad especial. En ella incorporó, en un marco teórico simple fundamentado en postulados físicos sencillos, conceptos y fenómenos estudiados anteriormente. Como una consecuencia lógica de esta teoría, dedujo la ecuación de la física más conocida a nivel popular: la equivalencia masa-energía,   E=mc².   Una década después, presentó la teoría de la relatividad general, en la que reformuló por completo el concepto de la gravedad.

33. Ejemplo en donde se ve empleada la Física Relativista Expresión gráfica de como realmente sucede el efecto de la Relatividad en una prueba realizada con alta precisión por la sonda Cassini al enviar señales a la tierra y al describir la trayectoria predicha.

34. Física Cuántica La Física Cuántica es la rama de la física que trata los sistemas atómicos y subatómicos y sus interacciones con la radiación electromagnética, en términos de cantidades observables.  Se basa en la observación de que todas las formas de energía se liberan en unidades discretas o paquetes llamados  cuantos . Sorprendentemente, la teoría cuántica solo permite normalmente cálculos probabilísticos o estadísticos de las características observadas de las partículas elementales, entendidos en términos de funciones de onda. Es decir, la predicción del comportamiento futuro de un sistema dinámico y es una ecuación de onda en términos de que predice analíticamente la probabilidad precisa de los eventos o resultados.  Según la teoría cuántica, la energía se emite y se absorbe en cantidades discretas y minúsculas. Un paquete individual de energía, llamado cuanto, en algunas situaciones se comporta como una partícula de materia . 

35. Pinero's de la  Física Cuántica  Louis-Victor de Broglie (1892 – 1987) Propuso que, al igual que las ondas de luz presentan propiedades de partículas, como ocurre en el efecto fotoeléctrico, las partículas, a su vez, también presentan propiedades ondulatorias.   Erwin Schrödinger (1887 – 1961) Desempeño un papel fundamental en la mecánica cuántica, ya que estableció la ecuación de la teoría;  Y esta implica la utilización de una entidad matemática, la función de onda, que está relacionada con la probabilidad de encontrar una partícula en un punto dado en el espacio.   Werner Heisenberg (1901 – 1976) Hizo un importante descubrimiento a la teoría cuántica y este es el principio de incertidumbre; que significo que puso un límite teórico absoluto en la precisión de ciertas mediciones.

36. Ejemplo en donde se ve empleada la Física Cuántica Esquema de una función de onda nanoelectrónica u orbital en tres dimensiones; explicado mediante la teoría cuántica.

37. Física Atómica y Molecular La Física Atómica y Molecular estudia problemas relacionados con la estructura atómica de la materia y su interacción con el medio. Por ejemplo, se tratan problemas como dinámica de reacciones, dispersión, interacciones con campos electromagnéticos estáticos y dinámicos, enfriamiento y atrapamiento de átomos, interferometría atómica, interacciones de haces de iones y átomos con superficies y sólidos; además tiene múltiples conexiones con la biología, la físico-química, las ciencias de los materiales, la óptica, la física de la atmósfera, la física del plasma, la astrofísica, entre otras. Es una rama fundamental cuyos desarrollos tienen incidencia sobre muchos otros campos de la ciencia y la sociedad. Los países desarrollados colocan la producción de contribuciones a esta ciencia dentro de las prioridades nacionales. Entre los logros de la física atómica y molecular que tienen incidencia sobre la tecnología están: El láser, la manipulación de átomos con ayuda de láseres, y los fulerenos , que son nuevos materiales formados a partir de conglomerados de átomos de carbono. En la actualidad, la Física Atómica y Molecular desempeña un papel fundamental en la solución de preguntas fundamentales sin resolver en el estudio de los átomos y las moléculas.

38. Pinero's de la  Física Atómica y Molecular John Dalton (1766 – 1844) Planteo las bases de lo que hoy se considera el  modelo atómico correcto, que hace funcionar a la Física Atómica.

39. Ejemplo en donde se ve empleada la Física Atómica Mediante el estudio Atómico se pueden obtener las estructuras de los distintos minerales como la del diamante.

40. Ejemplo en donde se ve empleada la Física Molecular Mediante el estudio Molecular se pueden obtener los distintos compuestos formados por molécula.

41. Física Nuclear La  física nuclear  es una rama de la física que estudia las propiedades y el comportamiento de los núcleos atómicos. En un contexto más amplio, se define la  física nuclear y de partículas  como la rama de la física que estudia la estructura fundamental de la materia y las interacciones entre las partículas subatómicas. Así mismo, la física nuclear es conocida mayoritariamente por la sociedad por el aprovechamiento de la energía nuclear en centrales nucleares y en el desarrollo de armas nucleares, tanto de fisión nuclear como de fusión nuclear. Las aplicaciones más conocidas de la física nuclear son la tecnología de generación de energía y armamento, pero este campo ha dado lugar a aplicaciones en diversos campos, incluyendo medicina nuclear e imágenes por resonancia magnética, ingeniería de implantación de iones en materiales y datación por radiocarbono en geología y arqueología. Astrofísica

42. Pinero's de la  Física Nuclear Henri Becquerel (1852 – 1908) Descubrió la radioactividad en  las sales de  uranio. Descubrieron dos elementos radiactivos existentes en la naturaleza, el polonio y el radio. Marie Curie (1867 – 1934) Pierre Curie (1859 – 1906 ) Publicó su modelo de átomo, consistente en un núcleo central compuesto por partículas que concentran la práctica mayoría de la masa del átomo (neutrones y protones), rodeado por varias capas de partículas cargadas casi sin masa (electrones). Niels Bohr (1885 – 1962) Ernest Rutherford (1871 – 1937) Definió la existencia de los núcleos de hidrógeno. Rutherford sugirió que el núcleo de hidrógeno, cuyo número atómico se sabía que era 1, debía ser una partícula fundamental. Se adoptó para esta nueva partícula el nombre de protón.

43. Pinero's de la  Física Nuclear Obtuvieron los primeros nucleidos radiactivos artificiales bombardeando boro y aluminio con partículas α para formar isótopos radiactivos de nitrógeno  y fósforo. Irène Joliot-Curie  (1897 - 1956 ) Jean Frédéric Joliot-Curie (1900 – 1958) James Chadwick (1891 – 1974) Realizó una serie de experimentos con una radiactividad especial que definió en términos de corpúsculos, o partículas que formaban esa radiación. Esta nueva radiación no tenía carga eléctrica y poseía una masa casi idéntica a la del protón. Inicialmente se postuló que fuera resultado de la unión de un protón y un electrón formando una especie de dipolo eléctrico. Posteriores experimentos descartaron esta idea llegando a la conclusión de que era una nueva partícula procedente del núcleo a la que se llamó neutrones. Otto Hahn (1879 –1968) Fritz Strassmann ( 1902 – 1980) Descubrieron la fisión nuclear. Cuando se irradia uranio con neutrones, algunos núcleos se dividen en dos núcleos con números atómicos. La fisión libera una cantidad enorme de energía y se utiliza en armas y reactores de fisión nuclear.

44. Ejemplo en donde se ve empleada la Física Nuclear Mediante el estudio la Física Molecular se pueden obtener los distintos compuestos formados por molécula.

45. Física de las Partículas La física de partículas es la rama de la física que estudia los componentes elementales de la materia y las interacciones entre ellos como si estas fueran partículas. Es llamada también  física de altas energías , pues muchas de las partículas elementales no se encuentran en la naturaleza y es necesario producirlas en colisiones de alta energía entre otras partículas, como se hace en los aceleradores de partículas.  En los principales centros de estudio sobre partículas,  se logra obtener energías similares a las que se cree que existieron en el Big Bang  y así se intenta tener cada vez más pruebas del origen del universo. En la actualidad, las partículas elementales se clasifican siguiendo el llamado Modelo Estándar en dos grandes grupos: bosones y fermiones. Los bosones son las partículas que interactúan con la materia y los fermiones son las partículas constituyentes de la materia. En el modelo estándar se explica cómo las interacciones fundamentales en forma de partículas (bosones) interactúan con las partículas de materia (fermiones). Así, el electromagnetismo tiene su partícula llamada fotón, la interacción nuclear fuerte tiene al gluon, la interacción nuclear débil a los bosones W y Z y la gravedad a una partícula hipotética llamada gravitón. Entre los fermiones hay más variedad; se encuentran dos tipos: los leptones y los quarks. En conjunto, el modelo estándar contiene 24 partículas fundamentales que constituyen la materia (12 pares de partículas y sus correspondientes  anti - partículas) junto con tres familias de bosones de gauge responsables de transportar las interacciones.

46. Pinero's de la  Física de Partículas Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr y  otros dieron grandes fundamentos a la Física de Partículas; el más importante el efecto fotoeléctrico mostraba la naturaleza cuántica de la luz para explicar su interacción con la materia, denominándose fotón al «cuanto» de luz. Actualmente se conocen otras tres partículas que interactúan con la materia, llamadas bosones. Para explicar la estructura de la materia aparecieron diferentes modelos atómicos, siendo los electrones, protones y neutrones los constituyentes básicos de la materia. Aportó orden al caos que surgió al descubrirse cerca de 100 partículas en el interior del núcleo atómico. Esas partículas, además de los protones y neutrones, estaban formadas por otras partículas elementales llamadas quarks. Los quarks se mantienen unidos gracias al intercambio de gluones. Junto con otros investigadores construyó la teoría cuántica de quarks y gluones, llamada cromo dinámica cuántica. Albert Einstein (1879 – 1955) Niels Bohr (1885 – 1962) Max Planck (1858 – 1947) Friedrich Hund (1896 – 1997) Henri Becquerel (1852 – 1908) Murray Gell-Mann (1929 – Actualmente Vive)

47. El Gran Colisionador de Hadrones de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), es la maquina tecnológica más avanzada del mundo.  Este poderoso laboratorio tiene una circunferencia de 27 kilómetros, su fabricación costó 1.700 millones de euros y además es la herramienta indispensable para estudiar la física de partículas. Ejemplo en donde se ve empleada la Física de Partículas

48. Física del Plasma L a  Física del Plasma  también conocida como la Física Espacial, abarca el estudio de los plasmas naturales en el universo, especialmente dentro de nuestro sistema solar. Entre los campos que trata se puede mencionar, el viento solar, magnetosferas planetarias, ionosferas, auroras, rayos cósmicos y la radiación de sincrotrón. La Física Espacial es importante en el estudio del clima espacial y tiene aplicaciones en el funcionamiento de las telecomunicaciones y de los satélites meteorológicos.  Es importante también en las mediciones de las naves espaciales y satélites en el espacio, y de los cohetes sondas que viajan a gran altitud. Hoy en día la física del plasma es un campo activo, que contribuye al conocimiento no solo de las observaciones espaciales, sino también de los plasmas en general. 

49. Pinero's de la  Física del Plasma William Gilbert (1544 – 1603) En su trabajo De Magnete , dio la primera descripción de la existencia de un campo magnético terrestre. Wilhelm Eduard Weber (1804 – 1891) Carl Friedrich Gauss (1777 – 1855) Realizaron mediciones más cuidadosas y con mayor detalle, que mostraron variaciones sistemáticas y fluctuaciones aleatorias, esto sugirió que la tierra estaba siendo influenciada por fuerzas externas. Anders Celsius (c. 1701 – 1744) Junto a Olof Herter , notaron una relación entre auroras individuales y perturbaciones geomagnéticas. Elias Loomis (1851 – 1889) Uso por primera vez el término "plasma" para nombrar a un gas ionizado  I rving Langmuir (1881-1957) Demostró que la mayor incidencia de la aurora está dentro de un rango de 20 a 25 grados alrededor del polo magnético.

50. Pinero's de la  Física del Plasma Ofreció la primera explicación física de la relación estadística de los trabajos acumulados: "las manchas solares deben ser una fuente de rápidos protones que son guiados a los polos por el campo magnético terrestre". Henri Becquerel (1852 – 1908) Kristian Birkeland (1867 – 1917) Condujo a construir una  terella , o un dispositivo de laboratorio que simula el campo magnético de la Tierra en una cámara de vacío, y que utiliza un tubo de rayos catódicos para simular las partículas de energía que componen el viento solar.  Así se empezó a formular una teoría sobre la interacción entre el campo magnético de la tierra y el viento solar. James Van Allen (1914 – 2006) Junto a su equipo, lanzó los primeros cohetes a una altura de 110 km aproximadamente. En 1958, un contador Geiger a que iba a bordo de los satélite lanzados por Allen, detectó los cinturones de radiación de la Tierra, más tarde llamados en su honor,  los cinturones de Van Allen. El límite entre el campo magnético de la Tierra y el espacio interplanetario se estudió mediante el Explorer 10. Más recientemente naves espaciales viajaron fuera de la órbita de la Tierra y estudiaron la composición y la estructura del viento solar con mucho mayor detalle. 

51. Como ya se había mencionado anteriormente; los satélites contribuyen a estudiar los campos de . Entre los campos del viento solar magnetosferas planetarias, ionosferas, auroras,, rayos cósmicos y la radiación de sincrotrón. Y esto lo hace el satélite meteorológico GOES-8 Ejemplo en donde se ve empleada la Física del Plasma

52. 1.1 Física Clásica Mecánica Clásica Estudio del movimiento de los cuerpos en general. Acústica Estudio del sonido y sus características. Óptica Estudio de la luz y su propagación. Termodinámica Estudio del calor y sus transformaciones a otras formas de energía. Física de las Partículas Estudio de las cargas eléctricas, los campos magnéticos y sus interacciones. 1.2 ​ Física Moderna Física Relativista ​ Estudio del movimiento de los cuerpos a velocidades comparables con la de la luz.​ ​Física Cuántica​ Estudio del movimiento de partículas en su comportamiento ondulatorio o del movimiento de las ondas en su comportamiento como partículas.​ Física Atómica Estudio del átomo, su composición y propiedades.​ ​Física Nuclear​ Estudio del núcleo atómico, sus componentes y fuerzas involucradas.​ ​Física de las Partículas​ Estudio de la clasificación de todas las partículas que componen la materia hasta conformar un modelo estándar.​ ​Física del Plasma​ Estudio del plasma como un estado de la materia de gran energía.​ Descripción más clara de las clasificaciones de la Física y sus ramas:

53. Viendo esta clasificación desde otro punto de vista, podemos decir que la Física Clásica t iene un campo de observación limitado a las percepciones sensoriales del hombre, mientras que en la Física Moderna es más amplio, más allá del límite sensorial del ser humano. De tal forma que la primera podría verse como una rama de la segunda, como se observa en la siguiente figura: > El campo de estudio de la Física Clásica podría considerarse dentro de la Física Moderna . Física Clásica                             Física Moderna

54. REFRENCIAS Einstein, A. (1986).  La evolución de la física  (Vol. 24). Kevin Urrutia . Acosta, V., Cowan, C. L., & Graham, B. J. (1975).  física moderna  (No. 530 A258C.). Harla . De Broglie, L., & Guixé , J. (1952).  La física nueva y los cuantos . Losada . Einstein, A. (2016).  Sobre  la  teoría  de la  relatividad . Albert Einstein. Córcoles , A. R. (2010). Lhc : Gran colisionador de hadrones .  Manual formativo de ACTA , (58), 9-18. Goldstein, H. (1987).  Mecánica clásica . Reverté . Moreira, M. A. (2009). El modelo estándar de la física de partículas .  Revista Brasileña de Enseñanza de Física ,  31 (1), 1306. Sebastiá , J. S. M. (2013). Las Leyes de Newton de la mecánica : Una revisión histórica y sus implicaciones en los textos de enseñanza .  Didáctica de las ciencias experimentales y sociales , (27). Solaz Portolés , J. J., & Sanjosé López , V. (2007). Resolución de problemas , modelos mentales e instrucción .  Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias , 2007, vol. 6, num. 1, p. 70-89 .