EXPERIMENTOS CRUCIALES QUE DIERON ORIGEN Y CAMBIO A LA FISICA

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INTRODUCCIÓN

Física es un término que proviene del griego phisis y que significa “realidad” o “naturaleza”. Se trata de la ciencia que estudia las propiedades de la naturaleza con el apoyo de la matemática. La física se encarga de analizar las características de la energía, el tiempo y la materia, así como también los vínculos que se establecen entre ellos.

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EXPERIMENTOS CRUCIALES QUE DIERON ORIGEN

Y CAMBIO A LA FISICA

1. La interferencia de la luz (Young, 1801)

Médico, científico y matemático, a Thomas Young además de los jeroglíficos egipcios le obsesionó demostrar la naturaleza ondulatoria de la luz. Para este experimento sólo necesitó una fuente de luz y dos rendijas. La sombra que deja un haz de luz a través de una rendija reproduce la forma de la rendija aunque con un borde difuso por la difracción de la luz (desviación del rayo luminoso al rozar el borde de un cuerpo opaco). Lo mismo ocurrirá a través de una segunda rendija si la tapamos con un dedo. Sin embargo, si son dos las rendijas abiertas, la sombra resultante es un patrón de zonas brillantes y oscuras por la interferencia entre las ondas.

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2. La difracción del electrón en una doble rendija (Jönsson, 1961)

Claus Jönsson repitió el experimento de Young cambiando la luz por un haz de electrones. ¿Podía comportarse una partícula como una onda de luz? Si se lanzan partículas de una en una a través de una rendija se formará una mancha semejante a su sombra. Lo mismo ocurrirá con una segunda rendija muy cercana a la primera. Pero al abrirse las dos, lo que se observa no es la superposición de dos manchas, sino otro patrón de interferencias como ocurría con la luz. La explicación es que la partícula se comporta también como un paquete de densidad de probabilidad que puede pasar por las dos rendijas a la vez y que interacciona consigo misma. Este efecto obedece a las leyes de la mecánica cuántica y está considerado como el más bello de todos los experimentos en la encuesta de Crease.

3. La descomposición de la luz solar (Newton, 1665)

Basado en el principio del arco iris, donde las gotas de agua suspendidas en el aire hacen las veces de prismas esféricos, Isaac Newton utilizó un prisma de vidrio, preparó una habitación a oscuras donde entraba por un agujero de la ventana un único rayo de luz solar, colocó el prisma delante del rayo de modo que se reflejara en la pared opuesta, a 7 metros, y consiguió que en la pared apareciesen los colores del arco iris. Al hacer pasar la luz por un prisma de cristal, las distintas longitudes que componen el haz de luz viajan dentro de él a diferente velocidad y se curvan al entrar y al salir dando como resultado un haz desviado de la dirección inicial y con sus componentes separados.

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4. La torre de Pisa (Galileo, siglo XVII)

Dice la leyenda que Galileo subió a lo alto de la torre de Pisa y dejó caer dos objetos, de diferente forma, tamaño y masa. Pero el científico despreció el efecto viscoso del aire. La aceleración de la gravedad, como cualquier otra aceleración, es independiente de la masa (inercia) y la gravedad no es la única fuerza que actúa sobre un cuerpo en caída libre. Existe otra fuerza que se opone a la caída, y es el rozamiento del aire. Lo que demostró Galileo es que en todos los cuerpos la aceleración de la gravedad es igual sin importar su peso.

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5. La gota de aceite (Millikan, 1909)

El estadounidense Robert A. Millikan demostró en su experimento de la gota de aceite que los electrones poseen una carga eléctrica definida y además consiguió medirla. Usando un atomizador de perfume desparramó gotitas de aceite dentro de una cámara transparente. Basta dispersar un aerosol cargado negativamente en aire y someterlo a una diferencia de potencial que puede cambiar de signo. Observando la velocidad terminal de las gotitas del aerosol se puede medir la carga de cada gota. Esto permitió observar que todas esas cargas (no nulas) eran múltiplos enteros de otra.

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6. La balanza de torsión (Cavendish, 1798)

El físico y químico británico demostró que la escala no importa y determinó que la densidad de la Tierra era 5,45 veces mayor que la densidad del agua, hoy en día se sabe que es sólo un poco mayor (5,5268 veces). La constante universal de gravitación permite predecir el movimiento planetario, el de las galaxias, el de una manzana en caída libre en la Tierra o en cualquier otro planeta. Por ello se puede medir a escala de laboratorio, midiendo la fuerza gravitatoria entre dos objetos de masas conocidas y a distancias conocidas. Ya que esta fuerza es muy pequeña, debe utilizarse un instrumento con sensibilidad suficiente como una balanza de torsión equilibrada, donde las fuerzas se traducen en desplazamientos angulares. 

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