Ramas de la física, Introducción.

Ramas de la física, Introducción.

En este blog hablaremos de la física y de sus ramas, pero en este artículo haremos una breve introducción, explicando que es la física y cuáles son sus ramas, después explicaremos detenidamente, cada una de las ramas o disciplinas de la física.

ramas de la fisica

¿Qué es la física?

La física es la ciencia natural que estudia las propiedades y el comportamiento de la materia y la energía, también estudia las propiedades del tiempo, es espacio y las interacciones de esos cuatro conceptos entre sí.

Esta ciencia natural es una de las más antiguas disciplinas académicas, por no decir la más antigua, ya que incluso la astronomía es una de las ramas de la física. Antiguamente la física fue considerada una disciplina dentro de lo que ahora llamamos química, filosofía y ciertas ramas de la matemática y la biología, pero en la revolución científica que hubo en el siglo XVII surgió para convertirse en una ciencia moderna y única por derecho propio.

Debido a la amplitud de esta disciplina académica, la física se divide en ramas o disciplinas y a continuación os las vamos a explicar, porque la podemos dividir en tres grandes ramas y después están todas sus disciplinas.

Grandes ramas de la física:

–          Física clásicaEsta rama de la física es la encargada del estudio de aquellos fenómenos que ocurren en la velocidad relativamente pequeña comparada con la velocidad de la luz en el vacío y cuyas escalas espaciales son superiores al tamaño de átomos y moléculas.

–          Física contemporánea: Esta rama de la física es  la disciplina encargada del estudio no-lineales de la complejidad de la naturaleza de los procesos fuera del equilibrio termodinámico y también de los fenómenos que ocurren en escalas nanoscópicas y mososcópicas. Esta rama de la física se comenzó a desarrollar en los años finales del siglo XX y principios del siglo XXI.

–          Física moderna: Esta disciplina o rama de la física es la encargada de los fenómenos que se producen a velocidad de la luz, valores cercanos a ellas o cuyas escalas espaciales son del orden del tamaño de un átomo o inferiores. La física moderna se desarrolló en los inicios del siglo XX.

Todas las ramas de la física:

Aunque antes dividimos a la física en tres grandes ramas, esta ciencia se divide en muchas más ramas, que ahora os vamos a nombrar e intentar explicar brevemente.

Clasificación de la física con respecto a teorías:

  • Mecánica Clásica: es la ciencia que estudia las leyes del comportamiento de cuerpos físicos macroscópicos en reposo y a velocidades pequeñas comparadas con la velocidad de la luz.
  • Mecánica cuántica: es una rama de la física que se ocupa de los fenómenos físicos a escalas microscópicas, donde la acción es del orden de la constante de Planck
  • Teoría cuántica de campos: es una disciplina de la física que aplica los principios de la mecánica cuántica a los sistemas clásicos de campos continuos, como por ejemplo el campo electromagnético.
  • Teoría de la relatividad: Esta rama de la física incluye tanto a la teoría de la relatividad especial y como a la relatividad general, formuladas por Albert Einstein a principios del siglo XX, que pretendían resolver la incompatibilidad existente entre la mecánica newtoniana y el electromagnetismo.
  • Mecánica Estadística: es una rama de la física que mediante la Teoría de la probabilidad es capaz de deducir el comportamiento de los sistemas físicos macroscópicos a partir de ciertas hipótesis sobre los elementos o partículas que los conforman.
  • Termodinámica: la rama de la física que describe los estados de equilibrio a nivel macroscópico. Constituye una teoría fenomenológica, a partir de razonamientos deductivos, que estudia sistemas reales, sin modelizar y sigue un método experimental.
  • Mecánica de medios continuos: es una rama de la física (específicamente de la mecánica) que propone un modelo unificado para sólidos deformables, sólidos rígidos y fluidos. Físicamente los fluidos se clasifican en líquidos y gases. Esta a su vez se divide en las dos ramas que tienes justo debajo de estas:
  • Electromagnetismo: es una rama de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron sentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk Maxwell.  Esta disciplina de la física se divide también en dos áreas más:
  • Electrónica: es la disciplina de la física y especialización de la ingeniería, que estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el control del flujo de los electrones u otras partículas cargadas eléctricamente.
  • Astrofísica (rama de la astronomía): La astrofísica se basa pues en la asunción de que las leyes de la física y la química son universales, es decir, que son las mismas en todo el universo
  • Geofísica (rama de la geología): es la ciencia que se encarga del estudio de la Tierra desde el punto de vista de la física. Su objeto de estudio abarca todos los fenómenos relacionados con la estructura, condiciones físicas e historia evolutiva de la Tierra.
  • Biofísica (rama de la biología): es la ciencia que estudia la biología con los principios y métodos de la física. Se discute si la biofísica es una rama de la física o de la biología.

FISICA CONTEMPORANEA

FISICA CONTEMPORANEA

ramas de la físicaPREFACIO

La gran rapidez con que la ciencia y tecnología se han desarrollado en el mundo durante las últimas décadas ha tenido repercusiones sociales y culturales muy importantes.

Actualmente, muchas de nuestras actividades cotidianas están vinculadas con algún producto de esa continua inquietud que por entender a la naturaleza manifiesta el hombre.

Sin embargo, pocas veces nos preguntamos sobre el origen y la magnitud del esfuerzo realizado por esa fracción de la humanidad, los científicos, dedicados al estudio de los fenómenos naturales, el dominio de los cuales trae como consecuencia el desarrollo tecnológico que, a su vez, produce un cambio en nuestra vida diaria. Continue reading

Física moderna

Física moderna

ramas de la física

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 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. Se conoce, generalmente, por estudiar los fenómenos que se producen a la velocidad de la luz o valores cercanos a ella, o cuyas escalas espaciales son del orden del tamaño del átomo o inferiores. Continue reading

Física clásica

Física clásica

 En este artículo hablaremos de la física clásica, su historia y toda la información sobre las ramas de la física clásica.

La física clásica es suficientemente adecuada para solventar la mayor parte de problemas técnicos humanos, así como para explicar la estructura general del sistema solar y el universo. Sin embargo, ofrece respuestas parciales e insatisfactorias a ciertos problemas cosmológicos.

Se denomina física clásica a la física basada en los principios previos a la aparición de la mecánica cuántica. Incluye el estudio delelectromagnetismo, la óptica, la mecánica y dinámica de fluidos, entre otras. La física clásica se considera determinista (aunque no necesariamente computable o computacionalmente predecible), en el sentido de que el estado de un sistema cerrado en el futuro depende exclusivamente del estado del sistema en el momento actual.

Algunas veces, se reserva la frase nominal “física clásica” para la física prerrelativista. Sin embargo, desde el punto de vista teórico la teoría de la relatividad introduce supuestos menos radicales que los que subyacen en la teoría cuántica. Por esa razón resulta conveniente desde un punto de vista metodológico considerar en conjunto las teorías físicas no-cuánticas.  Continue reading

Plasticidad (mecánica de sólidos)

Plasticidad (mecánica de sólidos)

La plasticidad es la propiedad mecánica de un material anelástico, natural, artificial, biológico o de otro tipo, de deformarse permanente e irreversiblemente cuando se encuentra sometido atensiones por encima de su rango elástico, es decir, por encima de su límite elástico.

En los metales, la plasticidad se explica en términos de desplazamientos irreversibles de dislocaciones.

Introducción

Ejemplo típico de curva tensión-deformación para un esfuerzo uniaxial de tracción, en un metal dúctil con comportamiento elasto-plástico: el comportamiento es elástico lineal para pequeñas deformaciones (tramo recto de color azul) y presenta plasticidad a partir de cierto límite.

En los materiales elásticos, en particular en muchos metales dúctiles, un esfuerzo uniaxial de tracción pequeño lleva aparejado un comportamiento elástico. Eso significa que pequeños incrementos en la tensión de tracción comporta pequeños incrementos en la deformación, si la carga se vuelve cero de nuevo el cuerpo recupera exactamente su forma original, es decir, se tiene una deformación completamente reversible. Sin embargo, se ha comprobado experimentalmente que existe un límite, llamado límite elástico, tal que si cierta función homogénea de las tensiones supera dicho límite entonces al desaparecer la carga quedan deformaciones remanentes y el cuerpo no vuelve exactamente a su forma. Es decir, aparecen deformaciones no reversibles. Continue reading

Elasticidad

Elasticidad (mecánica de sólidos)

Una varilla elástica vibrando, es un ejemplo de sistema donde la energía potencial elástica se transforma en energía cinética y viceversa.

En física el término elasticidad designa la propiedad mecánica de ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan.

Introducción

La elasticidad es estudiada por la teoría de la elasticidad, que a su vez es parte de la mecánica de sólidos deformables. La teoría Continue reading