1.- ¿Quiénes fueron los que aportaron en el desarrollo de la física moderna? En 1905, Albert Einstein, publicó una serie de trabajos que revolucionaron la física, principalmente principalmente representados por “La dualidad ondapartícula de la lu!" # “La teoría de la relatividad" entre otros Albert Einstein es es el ma#or aportador aportador en la física moderna moderna # todavía no no $as lle%ado lle%ado un físico que lo supere en la física moderna, despu&s le si%ue 'a( )lan* LA +-.A .LA-.A Aquí tenemos los los cuatro principales principales personaje personaje en la física cl/sica cl/sica que son .2LA- .2)E3.2 )ropuso el sistema $elioc&ntrico* 4.62 73A6E 8ijo que eran 5 los planetas que %iran en torno al sol que son mercurio, venus, marte, jpiter # -aturno, -aturno, # que a subes este este nuevo sistema solar solar %iraba alrededor alrededor del sol* sol* :ALLE2 :ALLE +ue el que propuso la teoría de caída libre # aporto junto a icol/s .op&rnico en cuanto al sistema $elioc&ntrico, # fue el creador del telescopio un poco m/s moderno* -AA. E;42 +ue el que formulo f ormulo todas las le#es fundamentales de la mec/nica # de movimiento, que son la primera le# de ne intentaba comprobar el modelo cl/sico del &ter* 8ic$o modelo asumía las si%uientes premisas La lu! necesitaba al &ter para despla!arse* El &ter se encontraría en reposo absoluto* La velocidad de la lu! es independiente de la de su fuente* La velocidad de la lu! era constante en el vacío* 'ic$elson # 'orle# idearon un instrumento que fuera capa! de detectar la velocidad de la 4ier 4ierra ra respe respecto cto al et&reo et&reo reposo reposo #, de esta esta forma forma,, obtene obtenerr un sistem sistema a de referencia en quietud absoluta* • • • •
1. #nterferómetro de Michelson ! Morle! en reposo respecto al éter. La lu! se emite desde una linterna $acia un espejo semitransparente transversal de forma que unos ra#os lo atraviesan ?momento t1@ # continan su recta tra#ectoria $asta lle%ar un espejo no transparente ?momento t2@ mientras que otros ra#os de lu! son desviados $acia arriba $asta lle%ar a otro espejo no transparente ?momento t2@ E(perimento 'ic$elson'orle#3eposo con el &ter
.omo las distancias $a$ ! $%$ entre el espejo semitransparente # lo espejos normales ?$ori!ontal superior # vertical derec$o@ son i%uales, la lu! alcan!ar/ dic$os espejos simult/neamente ?momento t2@ # volver/ en ambos casos $acia el espejo semitransparente* )or diseBo de la investi%ación, los distintos $aces de lu! del aparato lle%an al mismo tiempo de vuelta al espejo semitransparente ?momento t&@ # ambos ser/n desviados $acia abajo para acabar en una placa ?momento t'@ En la placa inferior se podr/n observar las interferencias entre los dos $aces de lu!* Lo si%nificativo de este e(perimento de física no sería el patrón de interferencias, sino que &stas fuesen fijas al %irar el aparato conjunto del interferómetro puesto que las distancias recorridas son i%ualmente fijas # la velocidad de la lu! se $a supuesto constante e independiente de su fuente* 2. #nterferómetro de Michelson ! Morle! en mo(imiento relati(o al éter. La intención era medir la diferencia de tiempo empleado por la lu! en recorrer espacios i%uales entre diversos espejos pero que, al estar unos alineados con la dirección de la 4ierra # otros perpendiculares a la misma, serían diferentes por el efecto de la velocidad de la 4ierra* La se%unda fi%ura nos muestra el recorrido de la lu! cuando los espejos son solidarios con la 4ierra # se despla!an con ella en movimiento relativo respecto al supuesto &ter* En dic$a fi%ura se $a e(a%erado la velocidad de los espejos respecto a la velocidad de la lu! para poder visuali!ar las variaciones en las distancias provocadas por el movimiento de los espejos, pero el ra!onamiento permanece id&ntico* )ara no $acer demasiado lar%a # en%orrosa la e(plicación veamos el si%uiente caso a título de ejemplo* El momento t1 ser/ el mismo que el de la primera fi%ura pero el momento t2 ser/ posterior a su correspondiente en dic$a fi%ura porque el espacio$%$ $abr/ aumentado en una cantidad $c$ con el despla!amiento del espejo no transparente ?espejo vertical@ en la dirección de la 4ierra* Este espacio $c$ es debido al transcurso de tiempo que tarda la lu! en $acer el recorrido $%$ m/s el que tarda en alcan!ar el espejo vertical* Asimismo, el espacio $asta el espejo de arriba aumentar/, pero dic$o espacio ser/ la media %eom&trica de $a$ # $c$) se%n el teorema de *it+,oras. En otras palabras el
incremento del espacio depender/ del /n%ulo de la dirección inicial de la velocidad de la lu! # de la nueva dirección $asta el espejo de arriba* E(perimento 'ic$elson'orle#'ovimiento
.omo se puede observar las dos distancias recorridas por los ra#os de lu! dejar/n de ser i%uales, lo mismo ocurrir/ con las distancias en el camino de vuelta al espejo semitransparente # ello deber/ provocar que las interferencias producidas entre los dos $aces de lu! sean diferentes* En consecuencia, sucesivos cambios en el /n%ulo de la disposición de los interferómetro respecto a la dirección de la 4ierra debería reflejarse en variaciones asociadas en las franjas de interferencias de los $aces de lu! en la placa al final de su recorrido* El c/lculo de las distancias # sus variaciones en función del /n%ulo # las interferencias no ofrece e(cesivo problema # debería $aber permitido deducir la velocidad de la lu! respecto al &ter* -in embar%o, la conclusión de este e(perimento empírico es que no se producía nin%una variación en las franjas de interferencia en la placa final con los cambios en el /n%ulo del interferómetro* Es decir, la lu! se comportaba en los supuestos de las dos fi%uras de manera id&ntica* esultado e interpretación. Física Moderna. o A$ora bien, el e(perimento fue diseBado bajo la suposición de que el instrumento no estaría en reposo respecto al &ter, al estar situado en la 4ierra # &sta tener una velocidad apro(imada de C0 Dms en su órbita respecto al -ol* El resultado de este e(perimento científico fue totalmente inesperado* Las franjas de interferencia no variaban nada al %irar el interferómetro, era el resultado previsto en el punto 1 anterior donde la 4ierra se suponía en reposo respecto al &ter* En lu%ar de resolver el problema de la velocidad de la lu! lo acentuó* En consecuencia el efímero &ter se perdió indefinidamente al ser la condición principal del e(perimento de 'ic$elson 'orle# # admitirse la bondad t&cnica del e(perimento* 3.
¿ómo se midió la (elocidad de la lu/? o sería $asta que 'a(9F,G5= Dms*
4.
¿Qué es la relati(idad?
4eoría se%n la cual las le#es físicas se transforman cuando se cambia el sistema de referencia se demuestra que es imposible $allar un sistema de referencia absoluto* Hla teoría de la relatividad fue formulada por el físico alem/n Einstein en 1905H
0.
¿u+l es el principio de la relati(idad especial?
La 4eoría de la relatividad especial estableció nuevas ecuaciones que facilitan pasar de un sistema de referencia inercial a otro* Las ecuaciones correspondientes conducen a fenómenos que c$ocan con el sentido comn, siendo uno de los m/s asombrosos # m/s famosos la llamada paradoja de los %emelos* La relatividad especial tuvo tambi&n un impacto en la filosofía, eliminando toda posibilidad de e(istencia de un tiempo # de un espacio absoluto en el conjunto del universo*
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¿Qué es la relati(idad especial?
La eoría de la relati(idad especial, tambi&n llamada eoría de la relati(idad restrin,ida, es una teoría de la física publicada en 1905 por Albert Einstein* -ur%e de la observación de que la velocidad de la lu! en el vacío es i%ual en todos los sistemas de referencia inerciales # de obtener todas las consecuencias del principio de relatividad de :alileo, se%n el cual cualquier e(perimento reali!ado, en un sistema de referencia inercial, se desarrollar/ de manera id&ntica en cualquier otro sistema inercial* 3.
¿Qué es la relati(idad ,eneral?
La teoría ,eneral de la relati(idad o relati(idad ,eneral es una teoría del campo %ravitatorio # de los sistemas de referencia %enerales, publicada por Albert Einstein en 1915 # 191I* El nombre de la teoría se debe a que %enerali!a la llamada teoría especial de la relatividad* Los principios fundamentales introducidos en esta %enerali!ación son el principio de equivalencia, que describe laaceleración # la %ravedad como aspectos distintos de la misma realidad, la noción de la curvatura del espaciotiempo # el principio de covariancia%enerali!ado* La intuición b/sica de Einstein fue postular que en un punto concreto no se puede distin%uir e(perimentalmente entre un cuerpo acelerado uniformemente # un campo %ravitatorio uniforme* La teoría %eneral de la relatividad permitió tambi&n reformular el campo de la cosmolo%ía*
8.
¿u+les son los postulados de la relati(idad especial?
)rimer postulado* *rincipio especial de relati(idad Las le#es de la física son las mismas en todos los sistemas de referencia inerciales* En otras palabras, no e(iste un sistema inercial de referencia privile%iado, que se pueda considerar como absoluto* -e%undo postulado* #n(ariancia de c La velocidad de la lu! en el vacío es una constante universal, c , que es independiente del movimiento de la fuente de lu!* •
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La fuer!a del ar%umento de Einstein est/ en la forma en que se deducen de ella resultados sorprendentes # plausibles a partir de dos simples $ipótesis # cómo estas predicciones las confirmaron las observaciones e(perimentales* 'atem/ticamente el ambos postulados tomados en conjunto implicaban que cualquier le# física debía ser invariante respecto a una transformación de Lorent!, es decir, en todos los sistemas inerciales la forma matem/tica de las ecuaciones debía ser forminvariante de Lorent!*
9.
¿Qué son los marcos de referencia inerciales?
10* Las ecuaciones de la física e
