La física moderna comenzó a principios del siglo XX cuando Max Planck descubrió que la energía se transmite en cantidades discretas llamadas cuantos, lo que contradice la física clásica. La física moderna estudia fenómenos a nivel atómico como las partículas que forman la materia y las fuerzas que las rigen. Algunos de los temas más importantes son la mecánica, la gravitación, las leyes de Newton, la energía, la electricidad y el magnetismo.

1. FISICA MODERNA La física puede definirse como la rama del conocimiento que se ocupa del estudio del mundo inanimado y sus fenómenos. En los últimos dos milenios, la física había sido considerada sinónimo de la filosofía, la química, y ciertas ramas de la matemática y la biología, pero durante la Revolución Científica en el siglo XVI surgió para convertirse en una CIENCIA MODERNA, única por derecho propio.

2. Origen de la Física Moderna La física moderna comienza a principios del siglo XX, cuando el alemán Max Planck, investiga sobre el “cuanto” de energía, Planck decía que eran partículas de energía indivisibles, y que éstas no eran continuas como lo decía la física clásica, por ello nace esta nueva rama de la física que estudia las manifestaciones que se producen en los átomos, los comportamientos de las partículas que forman la materia y las fuerzas que las rigen. En los temas anteriormente tratados, la física clásica no servía para resolver los problemas presentados, ya que estos se basan en certezas y la física moderna en probabilidades, lo que provocó dificultades para adaptarse a las nuevas ideas. Los temas tratados anteriormente no podían ser resueltos por la física clásica.

3. A continuación se tratarán los temas más importantes básicos en la Física Moderna y algunos de los conceptos que sobresalen y que implican mayor interés.

4. Dentro de la Física Moderna, se encuentra la Mecánica. Se trata de una rama de la Física que se relaciona sobre el estudio del movimiento y estado de reposo de los cuerpos y se divide: MECANICA Cinemática Dinámica Estática Cinética

5. MOVIMIENTO Y VELOCIDAD El movimiento es un fenómeno físico que se define como todo cambio de posición que experimentan los cuerpos de un sistema, o conjunto, en el espacio con respecto a ellos mismos o con arreglo a otro cuerpo que sirve de referencia. Todo cuerpo en movimiento describe una trayectoria. La velocidad se define como el grado de cambio de posición en el tiempo puesto que por cambio de posicion se entiende la distancia recorrida como por ejemplo: Velocidad= Distancia recorrida tiempo

6. LA GRAVITACION Y CAIDA LIBRE GRAVITACION: es una fuerza básica en el universo. Es la que nos mantiene sujetos al planeta Tierra, la que mantiene unida la propia materia de la Tierra y no permite que la Tierra se despedace ni que la atmósfera se escape. CAIDA LIBRE: se denomina caída libre al movimiento de un cuerpo bajo la acción exclusiva de un campo gravitatorio. ACELERACION DEBIDO A LA GRAVEDAD: De acuerdo a muchos experimentos realizados en la Tierra se demostró que la gravedad en la Tierra tiene algunas pequeñas variaciones y éstas son de acuerdo a la posicion del cuerpo respecto al Ecuador.

7. LEYES DE NEWTON Las Leyes de Newton, también conocidas como Leyes del movimiento de Newton, son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la dinámica, en particular aquellos relativos al movimiento de los cuerpos. Primera ley de Newton o Ley de la inercia: Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él. Segunda ley de Newton o Ley de fuerza: el cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime. Tercera Ley de Newton o Ley de acción y reacción: Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en direcciones opuestas.

8. TRABAJO, ENERGÍA Y POTENCIA Trabajo: el trabajo se define como la fuerza de un cuerpo multiplicada por la distancia a través de la cual actúa la fuerza. TRABAJO= FUERZA X DISTANCIA Potencia: definida como la rapidez con que se realiza o se va a realizar un trabajo. POTENCIA= TRABAJO / TIEMPO P=P/t

9. LA ENERGIA El término energía tiene diversas acepciones y definiciones, relacionadas con la idea de una capacidad para obrar, transformar o poner en movimiento. En física, «energía» se define como la capacidad para realizar un trabajo. En tecnología y economía, «energía» se refiere a un recurso natural (incluyendo a su tecnología asociada) para extraerla, transformarla, y luego darle un uso industrial o económico. CINETICA POTENCIAL ENERGIA

10. Ley de la conservación de la Energía:constituye el primer principio de la termodinámica y afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema aislado permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía. MECANICA – LUZ ELECTRICA – ATÓMICO QUÍMICA – MOLECULAR CALOR - NUCLEAR FORMAS DE ENERGIA

11. Transferencia de Calor Conducción: La conducción de calor es un mecanismo de transferencia de energía térmica entre dos sistemas basado en el contacto directo de sus partículas sin flujo neto de materia y que tiende a igualar la temperatura dentro de un cuerpo y entre diferentes cuerpos en contacto por medio de ondas. Convección: La convección es una de las tres formas de transferencia de calor y se caracteriza porque se produce por intermedio de un fluido (aire, agua) que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas. Radiación: Se denomina radiación térmica o radiación calorífica a la emitida por un cuerpo debido a su temperatura, y emitiendo ondas caloríficas hacia los demás cuerpos.

12. EL SONIDO Y TRANSMISION El sonido es un fenómeno físico que estimula el sentido del oído. Está formado por ondas que se propagan a través de un medio, que puede ser sólido, líquido o gaseoso. Un sonido se produce por todo aquello que sea capaz de producir ondas que estimulen al oído. Por ejemplo, al pegar un golpe en una mesa, las cuerdas vocales, el roce entre dos materiales o cualquier efecto que produzca vibraciones audibles bastan para producir un sonido. El sonido se transmite por medio de ondas, que viajan a través de los diferentes medios (siempre medios mecánicos, nunca a través del vacío). Dependiendo de la forma de la onda, se producen diferentes sonidos: más graves (ondas muy juntas entre si), más agudos (ondas más separadas), más fuertes o débiles (dependiendo de la intensidad).

13. ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO La electricidad y el magnetismo están estrechamente relacionados y son temas de gran importancia en la física. Usamos electricidad para suministrar energía a las computadoras y para hacer que los motores funcionen. El magnetismo es primo hermano de la electricidad. Algunos materiales, tales como el hierro, son atraídos por imanes, mientras que otros, como el cobre, ignoran su influencia. La electricidad y el magnetismo son dos caras de una simple fuerza fundamental. Al acelerar un imán se producirá una corriente eléctrica, si varías el flujo de electricidad, se origina un campo magnético. Estos principios los usamos en la construcción de motores y generadores.

14. ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS Investigar acerca de: El átomo Teoría cuántica Teoría de la relatividad Teoría del Caos Radioactividad Fisión nuclear Fusión nuclear

15. RESPUESTAS

16. El ÁTOMO Es la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es posible dividir mediante procesos químicos. El concepto de átomo como bloque básico e indivisible que compone la materia del universo fue postulado por la escuela atomista en la Antigua Grecia. Sin embargo, su existencia no quedó demostrada hasta el siglo XIX. Con el desarrollo de la física nuclear en el siglo XX se comprobó que el átomo puede subdividirse en partículas más pequeñas La teoría aceptada hoy es que el átomo se compone de un núcleo de carga positiva formado por protones y neutrones, en conjunto conocidos como nucleones, alrededor del cual se encuentra una nube de electrones de carga negativa.

17. TEORÍA CUÁNTICA Max Planck, (1858 – 1947) nacido en Kiel, Alemania el 23 de abril de 1858. Es el “padre de la cuántica”. Planck dedujo la hipótesis de la discontinuidad de la energía y en el año de 1900 Planck descubre los cuantos y formula la teoría que lo haría famoso, y que daría nacimiento a un campo desconocido hasta entonces, la Mecánica Cuántica, la cual da una nueva y muy especial forma de ver los fenómenos físicos. La teoría cuántica básicamente nos dice que la luz no llega de una manera continua, sino que está compuesta por pequeños paquetes de energía, a los que llamamos cuantos. Estos cuantos de energía se llaman fotones.

18. TEORÍA DE LA RELATIVIDAD La teoría de la relatividad, desarrollada fundamentalmente por Albert Einstein, pretendía originalmente explicar ciertas anomalías en el concepto de movimiento relativo, pero en su evolución se ha convertido en una de las teorías más importantes en las ciencias físicas y ha sido la base para que los físicos demostraran la unidad esencial de la materia y la energía, el espacio y el tiempo, y la equivalencia entre las fuerzas de la gravitación y los efectos de la aceleración de un sistema.

19. La teoría de la relatividad, tal como la desarrolló Einstein, tuvo dos formulaciones diferentes. La primera es la que corresponde a dos trabajos publicados en 1906 en los Annalender Physik. Es conocida como la Teoría de la relatividad especial y se ocupa de sistemas que se mueven uno respecto del otro con velocidad constante (pudiendo ser igual incluso a cero). La segunda, llamada Teoría de la relatividad general,seocupa de sistemas que se mueven a velocidad variable.

20. TEORÍA DEL CAOS La teoría de las estructuras disipativas, conocida también como teoría del caos, tiene como principal representante al químico belga IlyaPrigogine, y plantea que el mundo no sigue estrictamente el modelo del reloj, previsible y determinado, sino que tiene aspectos caóticos. El observador no es quien crea la inestabilidad o la imprevisibilidad con su ignorancia: ellas existen de por sí, y un ejemplo típico es el clima. Los procesos de la realidad dependen de un enorme conjunto de circunstancias inciertas, que determinan por ejemplo que cualquier pequeña variación en un punto del planeta, genere en los próximos días o semanas un efecto considerable en el otro extremo de la tierra. La idea de caos en la psicología y en el lenguaje.

22. FISION NUCLEAR La fisión nuclear consiste en la divisíón del núcleo de un átomo pesado en otros elementos más ligeros, de forma que en esta reacción se libera gran cantidad de energía. A pesar de ser altamente productiva (energéticamente hablando), es también muy difícil de controlar, como podemos ver en el desastre de Chernobill, y en las bombas de Nagasaki e Hirosima. Cuando este proceso de fisión nuclear se puede controlar, la energía se libera lentamente y es transformada en energía eléctrica en un reactor nuclear de fisión, como los utilizados en la actualidad en muchas partes del mundo

24. FUSION NUCLEAR La fusión nuclear es un proceso consistente en la unión de dos núcleos de atomo ligeros en uno más pesado. La energía liberada en este proceso es del orden de 4 veces mayor que la liberada en la fisión. La más sencilla de las reacciones de fusión, es aquella en la que núcleos de dos isótopos del hidrógeno (deuterio y tritio) se fusionan para dar lugar a un núcleo de helio y un neutrón.

26. El problema que surge en la fusión es que para que este tipo de reacciones se produzca se necesita un enorme aporte energético que logre que los núcleos ligeros venzan la fuerza de repulsión que existe entre ellos (ambos están cargados positivamente), y puedan unirse. Este aporte energético se logra mediante el calor, aplicando temperaturas de millones de grados