The Mechanical Universe ... And Beyond es un telecurso de 52 partes, filmado en el Instituto de Tecnología de California , que presenta la física de nivel universitario, cubriendo temas desde Copérnico hasta la mecánica cuántica . La serie 1985-86 fue producida por Caltech e INTELECOM, un consorcio sin fines de lucro de colegios comunitarios de Californiaahora conocido como Intelecom Learning , [1] con el apoyo financiero de Annenberg / CPB . [2]
El Universo Mecánico | |
---|---|
Género | Educativo |
Creado por | David Goodstein |
Protagonizada | David Goodstein |
Narrado por | Aaron Fletcher, Sally Beaty |
Compositor de música temática | Sharon Smith, Herb Jimmerson |
País de origen | Estados Unidos |
Idioma original | inglés |
No. de temporadas | 1 |
No. de episodios | 52 |
Producción | |
Productor ejecutivo | Sally Beaty |
Productor | Peter Buffa |
Configuración de la cámara | Pat Allen |
Tiempo de ejecución | 30 minutos |
Lanzamiento | |
Red original | PBS |
Formato de imagen | NTSC |
Lanzamiento original | 1985 - 1986 |
Cronología | |
Programas relacionados | ¡Proyecto Matemáticas! |
enlaces externos | |
Sitio web |
Descripción general
Producidos a partir de 1982, los videos hacen un uso intensivo de dramatizaciones históricas y ayudas visuales para explicar conceptos de física. Estos últimos eran lo último en tecnología en ese momento, incorporando casi ocho horas de animación por computadora creada por el pionero de los gráficos por computadora Jim Blinn . [3] [4] Cada episodio se abre y se cierra con segmentos de sujetalibros en los que el profesor de Caltech David Goodstein , hablando en una sala de conferencias, ofrece explicaciones "que no se pueden poner en la boca de nuestro narrador afable y sin rostro". [2] Después de más de un cuarto de siglo, la serie todavía se usa a menudo como una ayuda didáctica complementaria, por su clara explicación de conceptos fundamentales como la relatividad especial . [5] [6]
Los segmentos de sujetalibros con Goodstein eran versiones especialmente organizadas de conferencias reales de física de primer año de los cursos de Física 1a y 1b de Caltech. La organización y la elección de temas para enfatizar en el programa de televisión reflejan una revisión entonces reciente del plan de estudios introductorio de física de Caltech, la primera revisión total desde la representada por The Feynman Lectures on Physics casi dos décadas antes. Si bien Feynman generalmente buscó ejemplos contemporáneos de temas, la revisión posterior del plan de estudios trajo un enfoque más histórico:
En esencia, el curso anterior de Feynman había buscado hacer que la física fuera emocionante relacionando cada tema, siempre que fuera posible, con problemas científicos contemporáneos. El nuevo curso tomó el rumbo opuesto, tratando de recrear la emoción histórica del descubrimiento original. Por ejemplo, la mecánica clásica, un tema notoriamente difícil y poco inspirador para los estudiantes, se trata como el descubrimiento de "nuestro lugar en el universo". En consecuencia, la mecánica celeste es la columna vertebral del tema y su clímax es la solución de Newton del problema de Kepler . [2]
Detalles de producción
La sala que se ve en los segmentos de sujetalibros es la sala de conferencias Bridge en Caltech. Muchos de los extras eran estudiantes de otras escuelas, y las primeras filas de la sala de conferencias se llenaron deliberadamente con más mujeres de las que normalmente se habrían visto en las conferencias de Caltech. [7] El equipo de producción de televisión agregó paneles de madera falsa a la sala de conferencias para que se pareciera más a la que se ve en el programa The Paper Chase . Más tarde, el departamento de física de Caltech quedó suficientemente impresionado por el resultado de que los paneles se instalaron de forma permanente. [2] Se tuvieron que quitar muchos asientos en la sala de conferencias para dejar espacio para la pista de la cámara y las luces del estudio. Para cubrir esto, más tarde se filmaron tomas de reacción adicionales de una sala de conferencias completa, de modo que se pudiera crear la ilusión de una audiencia completa en la edición . Durante la mayor parte de las imágenes del propio Goodstein, solo estaban presentes dos filas de estudiantes. [8]
Muchos otros segmentos de video se grabaron en exteriores, por ejemplo, en una planta industrial de Linde que producía aire líquido . Las escenas históricas se hicieron a menudo genéricas, para facilitar su reutilización en múltiples episodios: "El joven Newton pasea por un huerto de manzanas, el viejo Newton rechaza con irritación una taza de té de un sirviente, y así sucesivamente". [2] Se compró metraje con la recreación histórica de Johannes Kepler de la serie de televisión de 1980 de Carl Sagan Cosmos: A Personal Voyage . [9]
La serie se planeó originalmente para constar de 26 episodios. [10] [11] Esto se amplió más tarde a 60 episodios, un número que luego se redujo al total final de 52 por razones de presupuesto y programa de producción. [2] [12]
El programa no tenía la intención de requerir experiencia previa con cálculo . En cambio, los conceptos básicos del cálculo diferencial e integral se enseñarían al principio de la serie. [10] El matemático de Caltech Tom M. Apostol se unió al personal de producción de Mechanical Universe para asegurarse de que la serie no comprometa la calidad de las matemáticas que presenta. Ver un ejemplo de la animación por computadora de Blinn por primera vez convenció a Apostol de que la serie podría dar vida a las matemáticas "de una manera que no se puede hacer en un libro de texto o en la pizarra". [13] Cuando las pruebas de detección a los estudiantes de humanidades revelaron que su mayor dificultad para aprender cálculo era una base débil en trigonometría , Apostol escribió un manual sobre el tema que se distribuirá con el telecurso. [2] Después de asesorar a la producción de The Mechanical Universe , Apostol decidió que una serie similar, orientada a las matemáticas de la escuela secundaria, sería beneficiosa. [14] ¡ Esto se convirtió en la última serie de Caltech Project Mathematics! , que también contó con animación por computadora de Blinn. Algunas de las animaciones de Blinn para The Mechanical Universe se reutilizaron en la nueva serie, con el fin de ilustrar aplicaciones de álgebra, geometría y trigonometría. [15]
La película de acción de ciencia ficción de 1990 Total Recall usó partes de la secuencia del título Mechanical Universe , en una escena en la que al protagonista (Douglas Quaid, interpretado por Arnold Schwarzenegger ) se le ofrecen vacaciones virtuales en lugares alrededor del Sistema Solar . La animación se utilizó sin licencia y, en consecuencia, Caltech e Intelecom demandaron a Carolco Pictures por $ 3 millones. [dieciséis]
Para presentar derivaciones detalladas de ecuaciones matemáticas, el espectáculo empleó una técnica que sus creadores denominaron "ballet algebraico". [3] La animación por computadora presentaba derivaciones en detalle paso a paso, pero rápidamente y con toques de fantasía, como términos algebraicos cancelados por un pie pisando fuerte de Monty Python o la mano de Dios de La creación de Adán de Miguel Ángel . . Blinn sintió que Cosmos se había tomado a sí mismo "demasiado en serio", por lo que se propuso incluir más humor en las animaciones del Universo Mecánico . [17] El objetivo era evitar poner el "cerebro de los espectadores en un zumbido de 60 ciclos ", sin sacrificar el rigor; los creadores pretendían que los estudiantes pudieran aprender la esencia general de cada derivación de la animación y luego estudiar los detalles utilizando el libro de texto adjunto. [2] La animación por computadora también se utilizó para representar idealizaciones de sistemas físicos, como bolas de billar simuladas que ilustran las leyes del movimiento de Newton. (Blinn había utilizado anteriormente algunos del mismo software para visualizar la interacción del ADN y la ADN polimerasa para Cosmos . [18] ) Un comentarista consideró que estas animaciones "son particularmente útiles para proporcionar a los estudiantes información subjetiva sobre fenómenos tridimensionales dinámicos como los campos magnéticos ". [19]
La creación de los gráficos por computadora necesarios para visualizar los conceptos de física llevó a Blinn a inventar nuevas técnicas para simular nubes, así como los "objetos borrosos " virtuales conocidos como metabolas . [20] Blinn usó las coordenadas del vértice de los icosaedros y dodecaedros regulares para determinar la ubicación de las líneas de campo eléctrico que se alejan de las cargas puntuales. [21]
La mayor parte de la narración fue interpretada por el actor Aaron Fletcher, quien también interpretó a Galileo Galilei en los segmentos históricos. Algunas porciones, como las explicaciones de detalles técnicos particulares, fueron narradas por Sally Beaty, la productora ejecutiva del programa . [2]
Se crearon versiones más cortas de episodios de Mechanical Universe , de 10 a 20 minutos de duración, para su uso en las escuelas secundarias . Esta adaptación, para la cual una docena de maestros y administradores de secundaria fueron consultores, fue apoyada por una subvención de $ 650,000 de la National Science Foundation . [22] Estos videos se distribuyeron junto con material escrito complementario para beneficio de los maestros, y estaban destinados a utilizarse junto con los libros de texto existentes. [9] Yorkshire Television produjo más tarde una versión reempaquetada para la audiencia del Reino Unido, que fue lanzada en abril de 1991. [23]
Fondos
Annenberg / CPB proporcionó los fondos para la producción de The Mechanical Universe . [24] El programa fue uno de los primeros doce proyectos financiados por la promesa inicial de $ 90 millones que la Fundación Annenberg dio a la Corporación de Radiodifusión Pública a principios de la década de 1980. [1] [2] [25] El costo total del proyecto fue de aproximadamente $ 10 millones. [26]
Recepción de la crítica
Respuestas iniciales
PBS y The Learning Channel comenzaron a transmitir The Mechanical Universe en septiembre de 1985. [27] Durante el otoño de 1986, aproximadamente 100 estaciones de PBS transmitieron The Mechanical Universe, y para el otoño de 1987, más de 600 instituciones de educación superior lo habían comprado o autorizado los episodios para su uso. [2] En 1992, Goodstein señaló que la serie había sido transmitida, a través de PBS, por más de 100 estaciones, "generalmente a horas peculiares cuando era poco probable que personas inocentes sintonizaran accidentalmente una ecuación diferencial en el acto de ser resuelta". [26] Observó que las cifras detalladas de audiencia eran difíciles de obtener, pero cuando el programa había sido transmitido en Miami durante las mañanas de los sábados, los productores pudieron obtener calificaciones de Nielsen .
De hecho, quedó en segundo lugar en su franja horaria, superando a los dibujos animados para niños en dos estaciones de la red. Solo en el condado de Dade había 18,000 hogares centrales fieles , la edad promedio de los espectadores era de 18 años y la mitad eran mujeres. Sin embargo, rara vez obtenemos ese tipo de información detallada. [26]
Goodstein y el director asistente del proyecto Richard Olenick señalaron:
La información anecdótica en forma de cartas y llamadas telefónicas indica un entusiasmo muy considerable entre los usuarios en todos los niveles, desde espectadores casuales hasta estudiantes de secundaria y profesores universitarios investigadores, pero también ha habido una serie de grandes decepciones, especialmente cuando los administradores de la televisión educativa han intentado para manejar TMU como un telecurso convencional. [2]
De manera similar, una revisión de 1988 en Physics Today sugirió que los programas no funcionarían bien por sí solos como un telecurso, sino que funcionarían mucho mejor como complemento de un aula tradicional o un curso de aprendizaje a distancia más estándar como Open University . [28] Los revisores también encontraron que el "ballet algebraico" de las ecuaciones animadas por computadora era demasiado rápido para seguir: "Después de poco tiempo, uno anhela que un profesor en vivo llene la pizarra con ecuaciones". [28] De manera similar, una revisión en el American Journal of Physics , mientras elogiaba la "competencia técnica de las películas", escribió sobre las manipulaciones de ecuaciones animadas, "Como dicen los estudiantes del MIT , esto es como intentar tomar un trago de agua de una manguera contra incendios ". [29] Una evaluación considerablemente más entusiasta provino del físico Charles H. Holbrow , quien le dijo a Olenick, "Estos materiales constituirán la principal imagen visual de la física durante décadas". [9] Goodstein y Olenick informaron que los espectadores más jóvenes tendían a disfrutar el estilo de "ballet algebraico" "mucho más que los espectadores mayores, que se sienten incómodos por las manipulaciones algebraicas que no pueden seguir". [2]
Uso en el aula
En 1986, The Mechanical Universe se utilizó como parte de un programa de verano para niños superdotados , con éxito general. [30]
Un estudio de 1987 en la Universidad de Indiana en Bloomington utilizó 14 episodios del Universo Mecánico como parte de un curso introductorio sobre la mecánica newtoniana, con resultados generalmente positivos:
[E] stas cintas fueron particularmente efectivas para colocar la mecánica newtoniana en una perspectiva histórica; dramatizar el derrocamiento histórico de las ideas aristotélicas y medievales; ilustrar la naturaleza diversa de los científicos y el esfuerzo científico; estimular el interés y el entusiasmo de los estudiantes; y, a través de una excelente animación, ilustrando la dimensión temporal de ciertos conceptos de mecánica. El texto complementario [...] se colocó en la reserva de la biblioteca para el curso, pero los estudiantes no lo utilizaron ampliamente. [31]
Un estudio de seguimiento descubrió que los videos también podrían ser útiles para explicar la física a profesores de otros campos. Las reacciones negativas generalmente tenían menos que ver con la calidad intrínseca percibida de los episodios que con el tiempo que el material de historia de la ciencia le quitó al contenido visto como "instrucción crítica de preparación de exámenes". [32] El investigador recordó,
[Algunos] estudiantes, pensando que el material de la cinta de video no estaría cubierto en las pruebas, se dirigieron hacia las puertas cuando las luces se atenuaron. Para contrarrestar esta tendencia, comencé a utilizar algunas preguntas de prueba basadas en detalles históricos o literarios discutidos en las cintas de video. Algunos estudiantes se indignaron: "¿Qué es esto, una clase de poesía?" [33]
El uso del aula continuó en la década de 1990. Un programa de educación para minorías en la Universidad de California, Berkeley empleó segmentos de episodios de Mechanical Universe (en LaserDisc ) como parte de las discusiones grupales. [34] En una revisión de 1993 de la serie, un historiador de la ciencia declaró que había utilizado episodios en sus clases durante varios años, nombrando "Las tres leyes de Kepler" y "El experimento de Michelson-Morley" como sus favoritos personales.
Lo más destacado de la película de Kepler es un segmento en el que se nos muestra una exquisita realización gráfica de la forma en que Kepler realmente descubrió que las órbitas de los planetas son elípticas en lugar de circulares. La mera dificultad del problema que enfrentó y la elegancia del método que aplicó para resolverlo son muy claras. No puedo imaginar una mejor manera de presentar este magnífico descubrimiento, que fácilmente puede parecer tan trivial. [35]
Una columna de 2005 en The Physics Teacher sugirió El universo mecánico como una vista preparatoria para los instructores que intentan enseñar física por primera vez. [36] El profesor de física también ha recomendado la serie "como enriquecimiento o como una tarea de recuperación para estudiantes de alta capacidad". [37] Escribiendo para el sitio web de la revista Wired , Rhett Allain citó la serie como un ejemplo de videos que podrían reemplazar algunas funciones de las conferencias tradicionales. [38]
Premios
En 1987, "La transformación de Lorentz" (episodio 42) fue galardonado con el decimosexto Premio Japón anual de televisión educativa. [39] Otros premios recibidos por The Mechanical Universe incluyen el premio de oro de 1986 del Festival Internacional de Cine de Birmingham, dos premios "Cindy" de la Asociación Internacional de Comunicadores Audiovisuales (1987 y 1988), un premio de oro (1985) y un premio de plata. Premio (1987) del Festival Internacional de Cine y TV de Nueva York, Premios Plata (1986) y Manzana de Oro (1987) del Festival Nacional de Cine y Video Educativo, y Placa de Oro (1985) del Festival Internacional de Cine de Chicago. [40] [41]
Goodstein recibió la Medalla Oersted de 1999 por su trabajo en educación física, incluido The Mechanical Universe . [42] ¡ Por sus contribuciones al campo de los gráficos por computadora, incluidas sus animaciones para Cosmos , The Mechanical Universe y Project Mathematics! , Blinn recibió una beca MacArthur en 1991, así como el premio Steven A. Coons de 1999 . [43] [44]
Representación del colapso del puente Tacoma Narrows
Como muchos textos introductorios de física, The Mechanical Universe cita el espectacular colapso del puente Tacoma Narrows en 1940 como ejemplo de resonancia , utilizando imágenes del desastre en el episodio "Resonance". Sin embargo, como han enfatizado exposiciones más recientes, las oscilaciones catastróficas que destruyeron el puente no se debieron a una simple resonancia mecánica, sino a una interacción más complicada entre el puente y los vientos que lo atraviesan, un fenómeno conocido como aleteo aeroelástico . Este fenómeno es una especie de "vibración autosostenida" que se encuentra más allá del régimen de aplicabilidad de la teoría lineal del oscilador armónico simple impulsado externamente . [45] [46]
Lista de episodios
La secuencia de apertura utilizada para los primeros 26 episodios enumera el título del programa como The Mechanical Universe , mientras que los últimos 26 episodios se titulan The Mechanical Universe ... and Beyond . [47] [48] Goodstein explica el motivo de la adición en el segmento de la conferencia de cierre del episodio final:
En la primera revolución científica, la disputa sobre la interpretación de la autoridad humana o divina fue reemplazada por la observación, por la medición, por la prueba de hipótesis, todo ello con la poderosa ayuda del razonamiento matemático cuantitativo. Y el resultado de todo eso fue el universo mecánico, un universo que inexorablemente resolvió su destino de acuerdo con leyes mecánicas precisas y predecibles. Hoy, ya no creemos en ese universo. Si conozco la posición precisa de alguna partícula en algún instante de tiempo, no puedo tener idea de hacia dónde se dirige o qué tan rápido. Y no hay ninguna diferencia si dices: "Está bien, no sabes adónde va, pero ¿adónde va realmente ?". Ese es precisamente el tipo de pregunta que carece de sentido científico. Esa es la naturaleza del mundo en el que vivimos. Ese es el universo de la mecánica cuántica. [49]
La serie se puede comprar en Caltech o transmitir desde fuentes de video en línea, incluido el canal oficial de YouTube de Caltech . [50] Caltech también publicó en YouTube una serie de videos cortos hechos por Blinn para demostrar la animación por computadora del programa en las conferencias SIGGRAPH .
El Universo Mecánico
Número de episodio | Título | Dirigido por | Escrito por | Episodio a través de YouTube | |
---|---|---|---|---|---|
1 | "Introducción" | Peter F. Buffa | Jack Arnold | 1 | |
Breve reseña del material en los primeros 26 episodios. | |||||
2 | "La ley de la caída de los cuerpos" | Peter F. Buffa | Peter F. Buffa | 2 | |
Cómo se comportan los cuerpos que caen y una introducción a la derivada . | |||||
3 | "Derivados" | Mark Rothschild | Pamela Kleibrink | 3 | |
Revisión de la operación matemática derivada. | |||||
4 | "Inercia" | Peter F. Buffa | Albert Abrams | 4 | |
Cómo Galileo usó la ley de la inercia para responder preguntas sobre las estrellas. | |||||
5 | "Vectores" | Peter F. Buffa | Pista Deane | 5 | |
Los vectores no solo tienen una magnitud sino también una dirección. | |||||
6 | "Leyes de Newton" | Mark Rothschild | Ronald J. Casden | 6 | |
Primera, segunda y tercera leyes de Newton . | |||||
7 | "Integración" | Mark Rothschild | Seth Hill y Tom M. Apostol | 7 | |
La integración y la diferenciación son operaciones inversas entre sí. | |||||
8 | "La manzana y la luna" | Peter F. Buffa | Don Bane | 8 | |
Una manzana cae y la Luna orbita la Tierra debido a la gravedad . | |||||
9 | "Moviéndose en círculos" | Mark Rothschild | Pista Deane | 9 | |
Un cuerpo en movimiento circular uniforme tiene tanto una velocidad constante como una aceleración constante . | |||||
10 | "Fuerzas fundamentales" | Mark Rothschild | Don Bane | 10 | |
Gravedad, electromagnetismo y fuerzas nucleares fuertes y débiles . | |||||
11 | "Gravedad, electricidad, magnetismo" | Peter F. Buffa | Don Bane | 11 | |
Cómo se relacionan la electricidad y el magnetismo con la velocidad de la luz . | |||||
12 | "El Experimento Millikan" | Mark Rothschild | Albert Abrams | 12 | |
Demostración de Millikan para medir con precisión la carga de un electrón . | |||||
13 | "Conservacion de energia" | Mark Rothschild | Seth Hill | 13 | |
La energía no se puede crear ni destruir, solo transformar. | |||||
14 | "Energía potencial" | Mark Rothschild | Don Bane | 14 | |
Los sistemas que son estables tienen su energía potencial más baja . | |||||
15 | "Conservación de momento" | Peter Robinson | Jack George Arnold | 15 | |
El momento se conserva cuando interactúan dos o más cuerpos. | |||||
dieciséis | "Movimiento armónico" | Mark Rothschild | Ronald J. Casden | dieciséis | |
Los sistemas estables perturbadores producirán un movimiento armónico simple . | |||||
17 | "Resonancia" | Peter F. Buffa | Ronald J. Casden | 17 | |
La resonancia se produce cuando la frecuencia de una fuerza perturbadora se acerca a la frecuencia armónica natural de un sistema. | |||||
18 | "Ondas" | Peter F. Buffa | Ronald J. Casden | 18 | |
Las ondas son una serie de perturbaciones que se propagan a través de sólidos, líquidos y gases. | |||||
19 | "Momento angular" | Peter F. Buffa | Jack George Arnold y David L. Goodstein | 19 | |
Los objetos que viajan en círculos tienen un momento angular . | |||||
20 | "Torques y giroscopios" | Mark Rothschild | Jack George Arnold y David L. Goodstein | 20 | |
Una fuerza que actúa sobre un objeto que gira puede provocar su precesión . | |||||
21 | "Las tres leyes de Kepler" | Peter F. Buffa | Seth Hill | 21 | |
Kepler descubrió que las órbitas de los planetas son elipses . | |||||
22 | "El problema de Kepler" | Peter F. Buffa | Seth Hill | 22 | |
Newton demostró que una ley de la gravedad del cuadrado inverso implica que los cuerpos celestes se mueven en órbitas que son secciones cónicas . | |||||
23 | "Energía y excentricidad" | Peter F. Buffa | Seth Hill | 23 | |
La conservación de la energía y el momento angular ayudan a determinar qué tan excéntrica será una órbita. | |||||
24 | "Navegando en el espacio" | Peter F. Buffa | Don Bane | 24 | |
Las leyes que describen el movimiento planetario se utilizan para navegar en el espacio. | |||||
25 | "Kepler a Einstein" | Peter F. Buffa | Don Bane, David L.Goodstein y Jack George Arnold | 25 | |
Albert Einstein utilizó las leyes de Newton y Kepler para trabajar en su teoría de la relatividad . | |||||
26 | "Armonía de las esferas" | Peter F. Buffa | David L. Goodstein y Jack George Arnold | 26 | |
Armonizando la música a las órbitas de los planetas. |
El universo mecánico ... y más allá
Número de episodio | Título | Dirigido por | Escrito por | Episodio a través de YouTube | |
---|---|---|---|---|---|
27 | "Más allá del universo mecánico" | sin acreditar | Jack Arnold | 27 | |
Una descripción general del tema de la segunda mitad de la serie. | |||||
28 | " Electricidad estática " | Mark Rothschild | Donald botón | 28 | |
Introduciendo el concepto de carga eléctrica . | |||||
29 | "El campo eléctrico" | sin acreditar | Don Button, Jack Arnold | 29 | |
Michael Faraday dio a la ciencia la imagen del campo eléctrico. | |||||
30 | " Capacitancia y potencial " | sin acreditar | Graham Berry y Jack Arnold | 30 | |
Los fundamentos del condensador, con un énfasis histórico en Benjamin Franklin . | |||||
31 | " Voltaje , energía y fuerza" | Mark Rothschild | Donald botón | 31 | |
Fomentar la comprensión de cómo las cargas eléctricas ejercen fuerzas y funcionan. | |||||
32 | "La batería eléctrica" | sin acreditar | Judith R. Goodstein | 32 | |
Gracias a la invención de Alessandro Volta de la batería eléctrica , podemos tener una corriente eléctrica constante . | |||||
33 | "Circuitos eléctricos" | Mark Rothschild | Donald botón | 33 | |
Las "tuercas y tornillos" de cómo se hicieron prácticos los circuitos eléctricos, con Wheatstone , Kirchhoff y Ohm . | |||||
34 | "Magnetismo" | sin acreditar | Donald Button, Jack Arnold | 34 | |
William Gilbert descubrió que la Tierra misma es un imán , un descubrimiento construido por la ciencia moderna. | |||||
35 | "El campo magnético" | Mark Rothschild | Jack Arnold | 35 | |
Las corrientes eléctricas crean campos magnéticos y son influenciados por ellos , según las leyes de Biot-Savart y Ampère . | |||||
36 | " Campos vectoriales e hidrodinámica " | Robert Lattanzio | Donald Button, Jack Arnold | 36 | |
Algunos conceptos se aplican generalmente a todos los campos vectoriales y son útiles tanto en electromagnetismo como en el estudio del flujo de fluidos. | |||||
37 | "Inducción electromagnética" | sin acreditar | Jack Arnold | 37 | |
Un campo magnético cambiante crea una corriente eléctrica: inducción electromagnética , demostrada por Faraday en 1831. | |||||
38 | " Corrientes alternas " | Mark Rothschild | Jack Arnold | 38 | |
Con el fin de hacer práctica la distribución de energía eléctrica a grandes distancias, se utilizan transformadores para cambiar los voltajes de corrientes alternas . | |||||
39 | " Ecuaciones de Maxwell " | Mark Rothschild | Jack Arnold | 39 | |
Al encontrar la pieza conceptual que falta en las matemáticas de la electricidad y el magnetismo, Maxwell descubre que la luz es una onda electromagnética . | |||||
40 | " Óptica " | Robert Lattanzio | Jack Arnold, David Goodstein | 40 | |
Entender la luz como una onda tiene sentido de reflexión , refracción y difracción . | |||||
41 | "El experimento de Michelson-Morley " | sin acreditar | Don Bane | 41 | |
Si la luz es una onda, ¿qué se agita? Mediante una medición cuidadosa y precisa, Michelson y Morley intentaron detectar el movimiento de la Tierra a través de este medio, el " éter luminífero ", y no encontraron nada. | |||||
42 | "La transformación de Lorentz " | sin acreditar | Don Botón | 42 | |
Einstein se dio cuenta de que, si la velocidad de la luz debe ser la misma para todos los observadores, las distancias en el espacio y la duración del tiempo transcurrido deben ser relativas. | |||||
43 | "Velocidad y tiempo" | sin acreditar | Jack Arnold, Richard Bellikoff | 43 | |
Einstein llegó a la transformación de Lorentz desde una comprensión conceptual más profunda, creando una teoría llena de sorpresas como la paradoja de los gemelos . | |||||
44 | "Energía, impulso y masa" | sin acreditar | Jack Arnold | 44 | |
La conservación del impulso todavía se aplica en la relatividad especial, pero con nuevas implicaciones. | |||||
45 | "La temperatura y la ley de los gases " | sin acreditar | Jack Arnold | 45 | |
El estudio de la termodinámica comienza con los gases. | |||||
46 | "El motor de la naturaleza" | Mark Rothschild | Graham Berry y David Goodstein | 46 | |
Una introducción al motor Carnot , una máquina idealizada para convertir la energía térmica en trabajo mecánico. | |||||
47 | "Entropía" | sin acreditar | David Goodstein y Jack Arnold | 47 | |
Una mayor investigación de los motores de Carnot conduce al concepto de entropía . | |||||
48 | "Temperaturas bajas" | sin acreditar | Judith R. Goodstein | 48 | |
Faraday convierte el cloro gaseoso en un líquido, iniciando la búsqueda de temperaturas cada vez más bajas , culminando con la licuación del helio . | |||||
49 | "El átomo" | sin acreditar | David Goodstein y Jack Arnold | 49 | |
Los antiguos griegos introdujeron la noción de que la materia está hecha de átomos . A principios del siglo XX, las líneas espectrales y el descubrimiento del núcleo atómico forzaron el desarrollo de nuevas ideas. | |||||
50 | "Partículas y ondas" | sin acreditar | Donald botón | 50 | |
Se descubrió que la luz, que se pensaba que era una onda, actuaba en algunas circunstancias como una corriente de partículas. Este rompecabezas llevó a la mecánica cuántica . | |||||
51 | "De átomos a quarks" | sin acreditar | Donald botón | 51 | |
Comprender las funciones de onda que se pueden asignar al electrón en un átomo de hidrógeno ilumina la forma de la tabla periódica de los elementos . | |||||
52 | "El Universo Mecánico Cuántico" | sin acreditar | David Goodstein | 52 | |
Una revisión de la serie. |
Referencias
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Libros de texto complementarios
- RP Olenick, TM Apostol y DL Goodstein (1986). El universo mecánico: introducción a la mecánica y el calor (Cambridge University Press). ISBN 0-521-30429-6
- RP Olenick, TM Apostol y DL Goodstein (1986). Más allá del universo mecánico: de la electricidad a la física moderna (Cambridge University Press). ISBN 0-521-30430-X
enlaces externos
- El sitio web de Mechanical Universe en Caltech
- Espejo corregido del sitio web de Caltech
- El universo mecánico en IMDb
- El universo mecánico en YouTube
- Descripciones de episodios de Annenberg Media