La física moderna es una rama de la física desarrollada a principios del siglo XX en adelante o ramas muy influenciadas por la física de principios del siglo XX. Las ramas notables de la física moderna incluyen la física cuántica , la relatividad especial y la relatividad general .
La física clásica se ocupa típicamente de las condiciones cotidianas: las velocidades son mucho más bajas que la velocidad de la luz , los tamaños son mucho mayores que los de los átomos y las energías son relativamente pequeñas. La física moderna, sin embargo, se ocupa de condiciones más extremas, como altas velocidades que son comparables a la velocidad de la luz (relatividad especial), distancias pequeñas comparables al radio atómico ( mecánica cuántica ) y energías muy altas (relatividad). En general, se cree que los efectos cuánticos y relativistas existen en todas las escalas, aunque estos efectos pueden ser muy pequeños en la vida cotidiana . Si bien la mecánica cuántica es compatible con la relatividad especial (vermecánica cuántica relativista ), uno de los problemas no resueltos en física es la unificación de la mecánica cuántica y la relatividad general, que el modelo estándar (de física de partículas) actualmente no puede explicar.
Descripción
En un sentido literal, el término física moderna significa física actualizada. En este sentido, una parte significativa de la llamada física clásica es moderna. [1] Sin embargo, desde aproximadamente 1890, nuevos descubrimientos han provocado cambios de paradigma significativos : [1] especialmente el advenimiento de la mecánica cuántica (QM) y la relatividad (ER). Se dice que la física que incorpora elementos de QM o ER (o ambos) es la física moderna . Es en este último sentido en el que generalmente se utiliza el término. [1]
La física moderna se encuentra a menudo cuando se trata de condiciones extremas. Los efectos de la mecánica cuántica tienden a aparecer cuando se trata de "bajas" (bajas temperaturas, pequeñas distancias), mientras que los efectos relativistas tienden a aparecer cuando se trata de "altas" (altas velocidades, grandes distancias), siendo los "medios" el comportamiento clásico. Por ejemplo, al analizar el comportamiento de un gas a temperatura ambiente , la mayoría de los fenómenos involucrarán la distribución (clásica) de Maxwell-Boltzmann . Sin embargo, cerca del cero absoluto , la distribución de Maxwell-Boltzmann no tiene en cuenta el comportamiento observado del gas, y en su lugar deben utilizarse las distribuciones (modernas) de Fermi-Dirac o Bose-Einstein .
Muy a menudo, es posible encontrar - o "recuperar" - el comportamiento clásico de la descripción moderna analizando la descripción moderna a bajas velocidades y grandes distancias (tomando un límite o haciendo una aproximación ). Al hacerlo, el resultado se denomina límite clásico .
Sellos
Generalmente se considera que estos son los temas considerados como el "núcleo" de la base de la física moderna:
- La teoría atómica y la evolución del modelo atómico en general
- Radiación de cuerpo negro
- Experimento de la gota de aceite
- Experimento de Franck-Hertz
- Experimento de Geiger-Marsden ( experimento de Rutherford)
- Lente gravitacional
- Experimento de Michelson-Morley
- Efecto fotoeléctrico
- Termodinámica cuántica
- Fenómenos radiactivos en general
- Precesión del perihelio de Mercurio
- Experimento de Stern-Gerlach
- Dualidad onda-partícula
- Física del estado sólido
Ver también
- Historia de la física
- Física clásica
- Mecánica cuántica
- Teoría de la relatividad
- Teoría cuántica de campos
- Física moderna
- Teoría del campo unificado
- Fisión nuclear
Referencias
- A. Beiser (2003). Conceptos de Física Moderna (6ª ed.). McGraw-Hill . ISBN 978-0-07-123460-3.
- P. Tipler, R. Llewellyn (2002). Física moderna (4ª ed.). WH Freeman . ISBN 978-0-7167-4345-3.
Notas
- ^ a b c FK Richtmyer ; EH Kennard; T. Lauristen (1955). Introducción a la física moderna (5ª ed.). Nueva York: McGraw-Hill . pag. 1. LCCN 55006862 .