Profesor: Rafael González Farfán

1. Profesor: Rafael González Farfán

2. La crisis de la física de finales del siglo XIX  La etapa europea que va desde 1870 a 1900 se caracterizó por ser el momento más glorioso de la ciencia experimental y del mayor descrédito de cualquier otro procedimiento distinto al científico para escrutar la Naturaleza y la realidad.  Esta actitud “cientifista” inundaba absolutamente TODOS los modos de vida y de pensamiento de una época que ha pasado a denominarse POSITIVISTA.  Se desarrollan a un ritmo vertiginoso TODAS las ramas de la Ciencia, y la Sociedad Occidental cree en la Ciencia como la “salvadora” del mundo. Existe cierto sentimiento de orgullo y prepotencia en esa sociedad, que se ve incrementado por los logros obtenidos  De esta época es el desarrollo de la electricidad, del magnetismo y sus aplicaciones la era de las vacunas, la mejora de los transportes, las comunicaciones, el teléfono, el Telégrafo, los nuevos materiales para la construcción, la prensa a gran escala, las Colonizaciones, la bonanza económica de Europa y América...  Sin embargo, todo este gran edificio terminaría por caer; y con él el sentimiento determinista y de seguridad en la Ciencia. Se inició aquí la SEGUNDA revolución en la Historia de la Ciencia. © R.GlezFarfán. Departamento de Física y Química. IES “NICOLÁS COPÉRNICO”. Écija

3. La segunda Revolución Científica. Resumen de sus comienzos Mientras que hacia 1880-1890 los científicos consideraban que la Ciencia estaba asentada sobre principios muy sólidos, una serie de NUEVOS descubrimientos derrumbaba en muy pocos años esas arraigadas ideas. Algunos de esos descubrimientos fueron: Experimento NEGATIVO de Michelson La retrogradación del perihelio de Mercurio. Descubrimientos de nuevas partículas en el átomo y el comportamiento de éstos y sus espectros. La radiación del cuerpo negro y la cuantización de la energía. Las nuevas ideas de masa, espacio, tiempo y energía surgidas de la Relatividad de Einstein. El efecto fotoeléctrico y su imposibilidad de explicación en base a la física Clásica. Ideas de Heisemberg, y otros, sobre el carácter impredecible e indeterminista de la Naturaleza Hubo, en cambio, científicos, que en lugar de hacer nuevos descubrimientos pasaron a plantearse los mismos pilares inconmovibles de la ciencia. Los más importantes de todos ellos fueron Ernst Mach y H. Poincariè. © R.GlezFarfán. Departamento de Física y Química. IES “NICOLÁS COPÉRNICO”. Écija

4. La Radiación térmica y la Catástrofe Ultravioleta Al incidir radiación sobre un cuerpo, parte de ésta es reflejada y parte absorbida, incrementando su temperatura. Al cesar la radiación, ese cuerpo tiende a emitir la Radiación absorbida. Tómese de ejemplo un hierro calentado. La radiación que proviene de un cuerpo es la suma de la radiación propia y la que Refleja, por tanto, para estudiar sólo la correspondiente a la Emisión hay que diseñar “un cuerpo negro” (ideal) La gráfica de emisión de un cuerpo negro (distribución espectral) nos indica la distribución de la energía en las distintas longitudes de onda para una determinada temperatura. Las ideas al uso explicaban bien esas curvas, pero sólo para bajas frecuencias, fracasando totalmente en frecuencias mayores (catástrofe ultravioleta) © R.GlezFarfán. Departamento de Física y Química. IES “NICOLÁS COPÉRNICO”. Écija

5. © R.GlezFarfán. Departamento de Física y Química. IES “NICOLÁS COPÉRNICO”. Écija

6. La Radiación térmica y las hipótesis de Planck Un primer intento de hallar una expresión matemática que explicara la forma y distribución de esas curvas vino de la mano de Wilhem Wien y de Stefan Boltzman, de forma experimental l·T = cte = 0,0029 cm·k E total = s·T4 ¿Qué “mecanismo atómico” genera esas curvas? Max Planck propone una ecuación que se adapta a los hechos, en base a dos Hipótesis: a) Cada átomo se comporta como un pequeño oscilador, de frecuencia f b) Cada átomo puede emitir o absorber energía NO de modo contínuo, sino en cantidades proporcionales a esa frecuencia. E = h·f A este descubrimiento se sumaron otros que terminaron minando las bases de la Física “clásica” © R.GlezFarfán. Departamento de Física y Química. IES “NICOLÁS COPÉRNICO”. Écija

7. Cuando la Mecánica Clásica ya no sirve Límites para la velocidad y choques de protones. El nuevo enfoque de la Mecánica relativista Los fotones y el efecto fotoeléctrico Efecto Compton Asociación onda-partícula Átomo de Hidrógeno y espectros discontínuos Nace la mecánica cuántica y con ella Un nuevo modo de entender el mundo “Toda nuestra Ciencia, comparada con la Realidad, es primitiva e infantil... Y sin embargo, es lo más preciado que tenemos” (Albert Einstein) © R.GlezFarfán. Departamento de Física y Química. IES “NICOLÁS COPÉRNICO”. Écija