Divisiones de la Física.

1. Divisiones de la Física.

2. Clásica • La Física que impera hasta finales del siglo XIX se fundamenta en la relación causa-efecto (todo efecto es producido por una causa de existencia previa), en la creencia de que el único límite al conocimiento de las cosas reside en la sofisticación del aparato de medida necesario para obtenerlo y en que las leyes de la física son expresables mediante una ecuación matemática, más o menos sencilla, cuya solución es única y determinista. Concibe la transmisión del efecto con velocidad infinita (relación causa-efecto instantánea). Las herramientas de que dispone son la concepción galileana del espacio, las leyes de Newton de la dinámica y el cálculo infinitesimal. • Esta física explica en términos de ecuaciones sencillas y fenómenos bien conocidos la mayoría de los efectos naturales observables a simple vista, dando una descripción adecuada y muy útil de ellos.

3. Se divide en: • MECÁNICA: Parte de la Física que estudia las fuerzas y los movimientos que éstas originan. La Mecánica es la más antigua de las ciencias físicas. • TERMODINÁMICA: El estudio del calor como fenómeno físico y como fuente de energía, de la energía almacenada en los átomos y moléculas y de las leyes que describen las propiedades térmicas de los gases y los sólidos se encuentran en esta rama. Se estudian aquí los distintos modelos que permiten, a partir de ciertos principios básicos, relaciones entre las distintas propiedades físicas como compresibilidad, punto de ebullición, etc. • ÓPTICA:Parte de la física que estudia la luz y los fenómenos relacionados con ésta. Algunos de éstos son descritos sobre la base de conceptos de geometría, como la propagación de la luz y la reflexión y refracción; otros pueden ser explicados solamente mediante el lenguaje de propagación de las ondas, como los fenómenos de interferencia, difracción y polarización. • ACÚSTICA: Parte de la Física que explica la naturaleza, producción y transmisión del sonido, los fenómenos de reflexión, refracción y las leyes que los rigen. Por tanto, la Acústica estudia desde el mecanismo de la percepción de los sonidos y todo lo relativo al órgano auditivo hasta los movimientos oscilatorios que se propagan en los sólidos, líquidos y gases y que tienen las mismas velocidades y frecuencias del sonido.

4. ELECTROMAGNETISMO: Es una rama de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos. Estos dos fenómenos se unen en una sola teoría, ideada por Faraday, y se resumen en cuatro ecuaciones vectoriales que relacionan campos eléctricos, campos magnéticos y sus respectivas fuentes, conocidas como las ecuaciones de Maxwell.El electromagnetismo es una teoría de campos, es decir, las explicaciones y predicciones que provee se basan en magnitudes físicas cuya descripción matemática son campos vectoriales dependientes de la posición en el espacio y del tiempo. El electromagnetismo estudia los fenómenos físicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, así como los relativos a los campos magnéticos.

5. La física moderna se divide en: • MECÁNICA CUÁNTICA: El estudio experimental de ciertos fenómenos atómicos entró en conflicto con las teorías clásicas de la dinámica, lo que produjo la sorprendente revelación de que los fenómenos físicos no ocurren de manera continua sino en cantidades discretas. Se debió de abandonar conceptos tales como posición, sustituido por probabilidad de presencia, y se puso un límite a la precisión del conocimiento. Asimismo, se concluyó que los fenómenos físicos sólo se pueden tratar mediante el cálculo estadístico a escala microscópica, aunque sus efectos pueden ser observables a escalas mayores (incluso cósmicas). • Partículas elementales: El estudio de los constituyentes últimos de la materia, los quarks y leptones, junto con el de las cuatro fuerzas fundamentales que gobiernan su comportamiento y la construcción de teorías coherentes que expliquen cómo surgen las mismas se realiza en este área de la física, conocido también como física teórica. También entran dentro de esta rama el diseño y construcción de los sofisticados aparatos experimentales que el estudio de las partículas subatómicas requiere. • Relatividad general: Tras los trabajos de A. Einstein, en los que el tiempo pasaba de ser una variable independiente del espacio a ser una variable más, acoplada a las variables espaciales, el concepto de simultaneidad de sucesos dejó de tener sentido como absoluto y pasa a depender explícitamente de la posición y estado dinámico del observador, es decir, se relativiza. Esta concepción de relatividad obligó a revisar conceptos clave como masa y energía. La física clásica es deducida de la física relativista cuando la velocidad de los observadores es mucho menor que la velocidad de la luz, que se toma como constante universal.

6. GRAVITACIÓN: La teoría relativista de la gravitación (TRG) es una teoría del campo gravitatorio. Dicha teoría construye una teoría del campo gravitatorio dentro de los límites de la teoría espacial de la relatividad y que en su formulación general es muy similar a la teoría general de la relatividad. De hecho las predicciones de la TRG y la TGR son muy similares,1coinciden en que el movimiento de las partículas materiales en presencia de campo gravitatorio pueden ser representadas como si dicho movimiento tuviera lugar en un espacio-tiempo no euclideo. Sin embargo, aunque las predicciones de ambas teorías son similares en ciertos puntos las dos teorías difieren por lo que la TRG es una teoría alternativa a la TGR. En principio pueden hacerse experimentos para descartar una de ellas. • FÍSICA NUCLEAR: Trata del estudio del núcleo atómico, de los distintos modelos de estructura nuclear y de los fenómenos de desintegración que en ellos se producen. Fenómenos como la fisión termonuclear y fusión tienen cabida en esta disciplina, así como los estudios de los distintos tipos de radiación y la construcción de todo tipo de detectores. • Atómica: Trata del estudio de los átomos como elementos aislados y de su unión a otros formando moléculas. Basado casi únicamente en los postulados cuánticos, proporciona una descripción de los orbitales atómicos en los que se encuentran los electrones y estudia las propiedades químicas de los elementos en función de su ocupación o desocupación, así como los enlaces que dichos átomos presentan entre sí en función del solapamiento de dichos orbitales. Su interdependencia con la química es relevante.

7. MOLECULAR:Estudia todo lo relacionado con la estructura atómica de la materia y su interacción con el medio. Trata temas como la dinámica de reacciones, dispersión, interacciones con campos electromagnéticos estáticos y dinámicos, enfriamiento y atrape de átomos, interferometría atómica, interacciones de haces de iones y átomos con superficies y sólidos y 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. La física atómica desempeña un papel fundamental en la solución de enigmas para el desarrollo del estudio de los átomos y las moléculas.

8. Contemporánea. • FÍSICA MESOSCÓPICA:Se dedica al estudio de sistemas microscópicos (grupos de átomos) cuyas propiedades sean significativamente diferentes al material masivo. Dicho de otra manera, en las estructuras mesoscópicas las propiedades físicas están alteradas por efecto del tamaño. Sin embargo, el tamaño a partir del cual un sistema comienza a comportarse como sistema mesoscópico depende fuertemente del material particular. • NANOFÍSICA: Tiene como objetivo el estudio y creación de materiales funcionales, estructuras, dispositivos y sistemas a través del control directo de la materia a escala nanométricay la duración de la explotación de los nuevos fenómenos y propiedades de esta escala de longitud. • TERMODINÁMICA FUERA DEL EQUILIBRIO: estudia los estados de no equilibrio, el cuales un estado con intercambios netos de masa o energía y sus parámetros característicos dependen en general de la posición y del tiempo, y lo irreversible de los estados y su relación con el entorno para mantener sus valores. • DINÁMICA NO LINEAL: : Estudia los sistemas no lineales en los cuales pequeñas (o grandes) variaciones de una variable pueden provocar grandes (o pequeñas) alteraciones de las demás. Este campo ha popularizado conceptos y términos tales como caos, fractales o atractores extraños, tanto en el dominio de la Física como en otras muchas ciencias.

9. SISTEMAS COMPLEJOS: Estudia lo definido como sistema complejo el cual a diferencia de uno simple es visto como una entidad cuyo comportamiento global es más que la suma de las operaciones de sus partes. Usualmente se le define como una red de muchos componentes cuyo comportamiento de agregados da lugar a estructuras en varias escalas y patrones de manifestación, cuya dinámica no es posible de inferir de una descripción simplificada del sistema.