Conceptos Fundamentales de Física Moderna: Relatividad, Cuántica y Cosmología

Principios Fundamentales de la Física

Principio de Relatividad

• Afirma que las descripciones de cualquier fenómeno realizadas por dos observadores inerciales con movimiento rectilíneo uniforme son igualmente válidas.
• La velocidad de la luz en el vacío es una constante universal.
• Las leyes de la física son válidas y tienen la misma expresión matemática para todos los sistemas de referencia inerciales.

Principio de Relatividad de Galileo

No se puede distinguir un sistema de referencia en reposo de uno que se encuentra en movimiento rectilíneo uniforme respecto al primero.

Fenómenos Nucleares y Cuánticos

La Radioactividad

Es el fenómeno de la transformación nuclear espontánea. Es decir, un núcleo de un átomo se transforma en otro sin ninguna ayuda exterior.

• La Desintegración Alfa (α): Consiste en la emisión de un núcleo de helio y la formación de un elemento diferente al anterior.
• La Radiación Beta (β): Consiste en la emisión de un electrón causada por la transformación de un neutrón del núcleo en un protón y un electrón.
• La Radiación Gamma (γ): Se origina en el núcleo cuando los estados de alta energía pasan a otros de menor energía.

Hipótesis de Planck

La energía de las diferentes longitudes de onda irradiadas por un cuerpo caliente se emite en cantidades múltiples de ondas fundamentales. El valor de esta unidad es proporcional a la frecuencia de la radiación.

Efecto Fotoeléctrico

La radiación electromagnética provoca la emisión de electrones de la superficie de un metal.

Dualidad Onda-Partícula

Cada partícula material en movimiento lleva una onda asociada.

Cosmología y el Destino del Universo

Galaxias

Son enormes agrupaciones de estrellas y otros cuerpos celestes.

• Elípticas: Formadas por estrellas viejas.
• Espirales: Formadas por estrellas viejas, jóvenes, nubes de gas y polvo.
• Irregulares: Formadas por estrellas viejas, nubes de gas y polvo.

Teoría del Big Crunch

Si la expansión del universo se va desacelerando hasta que la gravedad la frene, acabará retrayéndose sobre sí mismo hasta colapsar otra vez, reduciéndose a un punto.

Teoría del Big Rip

Las galaxias se separarán unas de otras. Después, la gravedad no podrá mantener la cohesión de las galaxias; los sistemas se derrumbarán, incluyendo las estrellas y los planetas.