Física

Clásica, relativista y cuántica

 

 

 

Autores

    Eduardo Ochoa Hernández
    Filo Enrique Borjas García
    Rogelio Ochoa Barragán
    Nicolás Zamudio Hernández

 

 

 

Portada

Eduardo Ochoa Hernández; Filho Enrique Borjas García; Rogelio Ochoa Barragán; Nicolás Zamudio Hernández (2017) Física clásica, relativista y cuántica. Morelia: CONALEPMICH/CIE

ISBN: ISBN 978-607-8416-11-0

 

PDF 10.9 MB E-book

Contenido


Capítulo I. Determinar fuerzas de cuerpos en reposo
1.1 Newton
1.2 Equilibrio traslacional
1.3 Equilibrio rotacional
1.4 Problemario
1.5 Autoevaluación
1.6 Soluciones del problemario
1.7 Soluciones de la autoevaluación
1.8 Conclusiones
Referencias

Capítulo II. Ecuaciones de movimiento en dos dimensiones
2.1 Movimiento
2.2 El tiempo es esa referencia de cambio infinitesimal
2.3 Pero... el tiempo no es una muy buena referencia
2.4 El tiempo es una dimensión
2.5 Posición, distancia y desplazamiento
2.6 Velocidad y dirección
2.7 Movimiento acelerado
2.8 Cálculo de la caída libre
2.9 Tiro vertical
2.10 Representación gráfica
2.11 Determinar el movimiento en tres dimensiones
2.12 Tiro parabólico en dos dimensiones
2.13 Movimiento circular uniforme
2.14 Problemario
2.15 Soluciones
2.16 Conclusiones

Capítulo III. A 100 años de la teoría de la relatividad general
3.1 Introducción
3.1.1 Primera época: calor, luz, métricas de energía
3.1.2 Segunda época: forma matemática de la energía
3.1.3 Tercera época: el desarrollo termodinámico y relativista
3.2 Marcos de referencia
3.2.1 Movimiento en marcos de referencia
3.2.2 La falta de un marco de referencia
3.3 Movimiento relativo
3.4 Invariancia de la velocidad de la luz
3.5 Principios de la relatividad especial
3.6 Consecuencias de la relatividad
3.7 La falta de simultaneidad
3.8 Transformaciones de Lorentz
3.8.1 Luz, masa y energía
3.8.2 Transformaciones de Galileo
3.8.3 Transformadas de Lorentz
3.8.4 Dilatación del tiempo
3.8.5 Contracción del espacio
3.9 E=mc2
3.10 La termodinámica
3.11 Trabajo 39
3.12 Cálculo de la energía cinética
3.13 Cálculo de la energía potencial
3.14 La adición de velocidades en la relatividad
3.15 Intervalos de espacio-tiempo
3.16 Diagramas de Minlowski: visualización de espacio tiempo
3.17 Momento, masa y energía relativistas

Capítulo IV. Introducción a la cuántica
4.1. El nacimiento de la mecánica cuántica
4.2 Entropía
4.3 Lógica cuántica
4.4 Fenómenos cuánticos
4.4.1 Interferencia
4.4.2 Entrelazamiento
4.5 Configuración electrónica de elementos químicos
Referencias


Prefacio


A principios del siglo pasado, un físico joven iconoclasta transformó nuestra comprensión del universo. Con su teoría especial y general de la relatividad, Albert Einstein anuló la sólida certeza que fue el universo de relojería de Newton y lo reemplazó con una imagen que desafía el sentido común. Su obra nos trajo la famosa ecuación E=mc2, luz definida como el límite de velocidad cósmico, espacio unificado con el tiempo, redefiniendo gravedad y marcó el comienzo de la idea de que el universo comenzó en una bola de fuego caliente, densa llamada ahora el big bang. Estas ideas más adelante dieron lugar algunos de los más intrigantes y sorprendentes conceptos de la física moderna: los agujeros negros, viajes en el tiempo, materia oscura y energía oscura. Los físicos de hoy todavía están lidiando con sus revelaciones y sus consecuencias. Solo recientemente el 11 de febrero de 2016, se cumplieron las predicciones claves de Einstein sobre la existencia de ondas gravitacionales, esta confirmación finalmente fue consecuencia del avance tecnológico, mismo avance que impulsó sus experimentos mentales empleando las matemáticas como medio de observación.


Es difícil exagerar la influencia de Einstein para la vida moderna, sin embargo, sus teorías siguen menudo por la mayor parte de los ciudadanos del mundo, incomprendidas. A pesar de su asombroso éxito, la teoría de la relatividad, no menos que es compatible con la mecánica cuántica. Einstein pasó la última parte de su carrera tratando de conciliar las dos teorías en lo que el llamó la teoría del todo. ¿Los científicos de hoy tendrán éxito donde Einstein fracasó?


¿Los profesores de hoy tendrán éxito en romper los prejuicios sobre las matemáticas de la mente de los jóvenes de hoy?, ¿los inspirarán lo suficiente como para provocar en ellos la curiosidad de luchar por comprender la revelaciones que logró Einstein al superar la física clásica de Newton? Y finalmente, ¿Lograrán introducir a estos jóvenes en la compleja y fascinante teoría que apertura Einstein como la Cuántica?