Conceptos Fundamentales de la Física Moderna: Luz, Relatividad y Cuántica

Conceptos Fundamentales de la Física

Teorías Clásicas de la Luz

• Teoría Corpuscular de Isaac Newton: La luz está constituida por numerosos corpúsculos o partículas emitidas por cualquier cuerpo luminoso.
• Teoría Ondulatoria de Christiaan Huygens: La luz es un fenómeno ondulatorio semejante al sonido.

Refracción de la Luz

Es la desviación que sufre la luz al llegar a la superficie entre dos sustancias de diferente densidad.

Propagación y Velocidad de la Luz

La luz se propaga en línea recta a una velocidad de 300.000 km/s en el vacío.

El Origen del Color

El color se debe a la propiedad que tienen todos los cuerpos de absorber y reflejar ciertas radiaciones electromagnéticas. El color de los cuerpos depende del modo en que una sustancia responde a las diversas radiaciones de la luz.

Colores Primarios y Secundarios

Los colores primarios o fundamentales son amarillo, rojo y azul. Los colores secundarios son aquellos que se obtienen como resultado de la unión de dos colores primarios.

La Teoría Especial de la Relatividad de Einstein

A continuación, se describen las cuatro afirmaciones clave que surgen de la Teoría Especial de la Relatividad:

1. La magnitud de la luz en el vacío (300.000 km/s) es una velocidad límite en el universo, que no puede ser rebasada por ningún tipo de partícula o radiación.
2. Cuando un cuerpo se mueve, su masa no permanece constante, sino que aumenta según se incrementa la magnitud de su velocidad. Y, toda vez que el movimiento es una forma de energía, la masa incrementada del cuerpo móvil debe provenir de su energía incrementada.
3. El tiempo también es relativo, es decir, no es algo intrínseco que exista y transcurra en todo el Universo a la vez. Por lo tanto, no puede servir de referencia para afirmar que dos fenómenos ocurridos en diferentes sistemas son simultáneos.
4. La contracción de los cuerpos en movimiento es una consecuencia de la relatividad del tiempo.

¿Qué es la Teoría Cuántica?

Para el caso de osciladores que emiten radiaciones electromagnéticas, no es posible aceptar la ganancia o la pérdida de cualquier fracción de energía, sino que solo es posible hacerlo en cantidades discretas o en paquetes de energía radiante.

• El paquete básico de energía para todo oscilador recibe el nombre de cuanto.
• La energía es igual a la frecuencia del oscilador multiplicada por la constante de Planck (h).
• Un oscilador solo puede absorber o radiar energía en paquetes o cuantos (múltiplos enteros de hf).

El Efecto Fotoeléctrico

Es el proceso mediante el cual la radiación luminosa desprende electrones de las superficies metálicas. Es la transformación de energía luminosa a eléctrica, cuando un rayo de luz de determinada frecuencia incide en una placa metálica, arrancándole un haz de electrones.

La Fisión Nuclear

Se produce cuando un núcleo de átomo pesado es bombardeado por una partícula incidente, especialmente por un neutrón, provocando su ruptura en dos fragmentos y, muy rara vez, en tres.