Historia de la física

Instructor: M.C. Arturo Santos Gómez

CURSO PROPEDÉUTICO DE FÍSICA

TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO CAMPUS SAN MARTÍN TEXMELUCAN

HISTORIA DE LA FÍSICA

Tema uno

Curso propedéutico de físIca

La historia de la física es un viaje a través del tiempo que nos permite entender cómo los seres humanos han intentado comprender el universo y las leyes que lo rigen. Desde las primeras observaciones astronómicas hasta las teorías cuánticas modernas, la física ha evolucionado significativamente.

Introducción

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Aristóteles

Pitágoras

• Aristóteles: Propuso una visión geocéntrica del universo y desarrolló ideas sobre el movimiento y la materia.

• Griegos Antiguos: Tales de Mileto, Pitágoras y Demócrito hicieron las primeras especulaciones sobre la naturaleza de la materia y el cosmos.

Antigüedad

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Santo Tomás de Aquino

Alhazen (Ibn al-Haytham)

• Escolástica Europea: Fusionó las ideas aristotélicas con la teología cristiana, preparando el terreno para la revolución científica

• Ciencia Islámica: Alhazen (Ibn al-Haytham) hizo contribuciones significativas en óptica y metodología científica.

Edad Media

Galileo Galilei

Nicolás Copérnico

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• Galileo Galilei: Realizó experimentos sobre el movimiento y mejoró el telescopio, observando los satélites de Júpiter.

• Nicolás Copérnico: Propuesta del modelo heliocéntrico del sistema solar.

Renacimiento y Revolución Científica

• Isaac Newton: Publicó "Principia Mathematica", estableciendo las leyes del movimiento y la gravitación universal.

Isaac Newton

Johannes Kepler

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• Johannes Kepler: Formuló las leyes del movimiento planetario.

Renacimiento y Revolución Científica

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• Michael Faraday y James Clerk Maxwell: Desarrollaron la teoría electromagnética, unificando electricidad y magnetismo.

• Ludwig Boltzmann y James Prescott Joule: Contribuyeron a la termodinámica y la teoría cinética de los gases

Siglo XIX

• Niels Bohr, Werner Heisenberg y Erwin Schrödinger: Desarrollaron la mecánica cuántica.

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• Albert Einstein: Formuló la teoría de la relatividad especial y general.

Siglo XX y XXI

La escolástica, un movimiento filosófico y teológico que floreció en la Europa medieval, buscaba conciliar la fe cristiana con la razón. Aunque su enfoque principal no era la física, contribuyó indirectamente al avance científico. Aquí están algunos aspectos clave:Orígenes y Características:

• La escolástica se desarrolló en monasterios y universidades europeas entre los siglos XI y XII.
• Buscaba combinar fe y razón mediante la lógica y la argumentación.
• Raíces en figuras como San Agustín, San Anselmo y Pedro Abelardo.

Principales Filósofos Escolásticos:

• Santo Tomás de Aquino: Desarrolló el concepto de la “ley natural” y la relación entre fe y razón.
• Guillermo de Ockham: Introdujo la “navaja de Ockham”, favoreciendo explicaciones simples.
• Juan Duns Scoto y Alberto Magno también influyeron.

Relación con la Ciencia:

• Los escolásticos creían que razón y fe eran compatibles.
• Desarrollaron conceptos como causa y efecto y la importancia de la lógica.
• Sentaron las bases para el pensamiento científico posterio

Isaac Newton fue un físico, matemático y astrónomo inglés, considerado uno de los más grandes científicos de todos los tiempos. Nació en Woolsthorpe, Inglaterra, y estudió en la Universidad de Cambridge. Su obra "Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica" (Principios Matemáticos de la Filosofía Natural) es una de las más importantes en la historia de la ciencia.Aportaciones aPrincipales Aportaciones a la Física:

• Leyes del Movimiento:
• Primera Ley (Ley de Inercia): Un objeto permanecerá en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme a menos que una fuerza externa actúe sobre él.
• Segunda Ley (Ley de la Fuerza y la Aceleración): La fuerza que actúa sobre un objeto es igual a la masa del objeto multiplicada por su aceleración (
• Tercera Ley (Ley de Acción y Reacción): Para cada acción, hay una reacción igual y opuesta.
• Fórmula de la Gravitación: La fuerza de atracción gravitacional entre dos masas es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas

• Descomposición de la Luz: Demostró que la luz blanca está compuesta por una combinación de colores mediante un prisma.
• Telescopio Reflector: Inventó el telescopio reflector, mejorando la calidad de las observaciones astronómicas.

• Cálculo: Desarrolló el cálculo infinitesimal, fundamental para describir el cambio continuo en la física y otras ciencias.
• Fundamento de la Física Clásica: Su obra estableció las leyes del movimiento y la gravitación universal, formando la base de la física clásica.

Isaac Newton (1643-1727)

Ludwig Eduard Boltzmann (1844-1906) fue un físico austríaco pionero de la mecánica estadística, a quien debe su nombre la llamada constante de Boltzmann, concepto fundamental de la termodinámica, y que halló la expresión matemática de la entropía desde el punto de vista de la probabilidad (la relación entre estados macroscópicos y microscópicos).

Ibn al-Haytham, también conocido como Alhazen, fue un científico y matemático árabe que realizó importantes contribuciones a la óptica y al uso de experimentos científicos. Aquí están algunos aspectos destacados de su trabajo:

• Modelo Correcto de la Visión: En su obra “Kitāb al-manāẓir” (“Óptica”), Ibn al-Haytham presentó el modelo correcto de la visión. Según él, la visión se basa en la recepción pasiva de rayos de luz reflejados por los objetos, no en una emisión activa de rayos de los ojos.
• Leyes de Reflexión y Refracción: Ibn al-Haytham formuló las leyes de reflexión y realizó una investigación detallada de la refracción. Sus experimentos involucraron ángulos de incidencia y desviación.

Alhazen (Ibn al-Haytham) (965-1040)

Aristóteles fue un filósofo y científico griego, discípulo de Platón y maestro de Alejandro Magno. Nació en Estagira, en la región de Macedonia, y pasó gran parte de su vida en Atenas, donde fundó su propia escuela, el Liceo. Es uno de los pensadores más influyentes de la historia occidental, cuyas ideas dominaron el pensamiento científico y filosófico durante siglos.Algunas aportaciones a la Física:

• Aristóteles distinguió entre dos tipos de movimiento: natural y violento. El movimiento natural es el movimiento inherente a los objetos (como una piedra cayendo hacia la tierra) mientras que el movimiento violento es el movimiento causado por una fuerza externa (como una piedra lanzada al aire).
• Aristóteles creía que los objetos caen a diferentes velocidades dependiendo de su peso, es decir, los objetos más pesados caen más rápido que los ligeros. Esta idea fue refutada posteriormente por Galileo Galilei.

Aristóteles (384-322 a.C.)

Johannes Kepler fue un astrónomo y matemático alemán, conocido por sus leyes del movimiento planetario. Nació en Weil der Stadt, en el Sacro Imperio Romano Germánico, y trabajó como asistente del astrónomo danés Tycho Brahe.Leyes Planetarias: Kepler formuló tres leyes fundamentales del movimiento planetario:

• Primera Ley (Ley de las Órbitas): Los planetas se mueven alrededor del Sol en órbitas elípticas, con el Sol en uno de los focos.
• Segunda Ley (Ley de las Áreas): La línea que conecta un planeta al Sol barre áreas iguales en tiempos iguales, lo que implica que los planetas se mueven más rápido cuando están cerca del Sol y más lento cuando están lejos.
• Tercera Ley (Ley de los Períodos): El cuadrado del período orbital de un planeta es proporcional al cubo de su distancia media al Sol.

Johannes Kepler (1571-1630)

James Prescott Joule (1818-1889) fue un físico inglés, uno de los más notables físicos de su época, conocido sobre todo por sus investigaciones en termodinámica. Descubrió su relación con el trabajo mecánico, lo cual le condujo a la teoría de la energía. La unidad internacional de energía, calor y trabajo, el joule, fue bautizada en su honor. Trabajó con lord Kelvin para desarrollar la escala absoluta de la temperatura, hizo observaciones sobre la teoría termodinámica (efecto Joule-Thomson) y encontró una relación entre la corriente eléctrica que atraviesa una resistencia y el calor disipado, llamada actualmente ley de Joule. Después de numerosos experimentos, obtuvo el valor numérico del equivalente mecánico del calor. Contribuyó a explicar la teoría cinética de los gases. Fue «posiblemente el último autodidacta que hizo una contribución significativa al progreso de la ciencia».