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El portal de la física
La física es elestudio científico de la materia , sus constituyentes fundamentales , su movimiento y comportamiento a través del espacio y el tiempo , y las entidades relacionadas de energía y fuerza . La física es una de las disciplinas científicas más fundamentales. Un científico que se especializa en el campo de la física se llama físico .
La física es una de las disciplinas académicas más antiguas . Durante gran parte de los últimos dos milenios, la física, la química , la biología y ciertas ramas de las matemáticas formaron parte de la filosofía natural , pero durante la Revolución científica del siglo XVII, estas ciencias naturales se ramificaron en investigaciones independientes. La física se relaciona con muchas áreas interdisciplinarias de investigación, como la biofísica y la química cuántica , y los límites de la física no están definidos de forma rígida. Las nuevas ideas en física a menudo explican los mecanismos fundamentales estudiados por otras ciencias y sugieren nuevas vías de investigación en estas y otras disciplinas académicas, como las matemáticas y la filosofía.
Los avances en física a menudo hacen posible el surgimiento de nuevas tecnologías . Por ejemplo, los avances en la comprensión del electromagnetismo , la física del estado sólido y la física nuclear llevaron directamente al desarrollo de tecnologías que han transformado la sociedad moderna, como la televisión, las computadoras, los electrodomésticos y las armas nucleares ; los avances en termodinámica llevaron al desarrollo de la industrialización; y los avances en mecánica inspiraron el desarrollo del cálculo . ( Artículo completo... )
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La velocidad de la luz en el vacío , comúnmente denominada c , es una constante física universal que es exactamente igual a 299.792.458 metros por segundo (aproximadamente 300.000 kilómetros por segundo; 186.000 millas por segundo; 671 millones de millas por hora). Según la teoría especial de la relatividad , c es el límite superior de la velocidad a la que la materia o energía convencional (y, por lo tanto, cualquier señal que transporte información ) puede viajar a través del espacio .
Todas las formas de radiación electromagnética , incluida la luz visible , viajan a la velocidad de la luz. Para muchos propósitos prácticos, la luz y otras ondas electromagnéticas parecerán propagarse instantáneamente, pero para distancias largas y mediciones muy sensibles, su velocidad finita tiene efectos notables. Gran parte de la luz de las estrellas observada en la Tierra proviene del pasado distante, lo que permite a los humanos estudiar la historia del universo observando objetos distantes. Al comunicarse con sondas espaciales distantes , las señales pueden tardar minutos u horas en viajar. En informática , la velocidad de la luz fija el retraso mínimo de comunicación definitivo . La velocidad de la luz se puede utilizar en mediciones de tiempo de vuelo para medir grandes distancias con una precisión extremadamente alta. ( Artículo completo... )
Sabías -
- ... que las reacciones de fusión nuclear probablemente ocurren en la fotosfera del Sol o por encima de ella ; es un proceso llamado fusión de la superficie solar.
- ... que el telescopio submarino ANTARES , destinado a detectar neutrinos , también pueda utilizarse para observar plancton y peces bioluminiscentes ?
- ... que un destello superficial libera alrededor de mil millones de fotones por segundo, mucho menos que los producidos en un acelerador de partículas ?
Imagen seleccionada -
Las Conferencias Feynman de Física es unde físicaescrito porRichard P. Feynman,Robert B. LeightonyMatthew Sands, basado en las conferencias dictadas por Feynman aestudiantes universitariosen elInstituto Tecnológico de California(Caltech) entre 1961 y 1963.
Incluye conferencias sobre matemáticas , electromagnetismo , física newtoniana , física cuántica y la relación de la física con otras ciencias. Seis capítulos de fácil acceso se recopilaron posteriormente en un libro titulado Six Easy Pieces: Essentials of Physics Explained by Its Most Brilliant Teacher, y seis más en Six Not So Easy Pieces: Einstein's Relativity, Symmetry and Space-Time.
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Imagen 1Cacahuetes de poliestireno adheridos al pelaje de un gato debido a la electricidad estática .
El efecto triboeléctrico (también conocido como triboelectricidad , carga triboeléctrica , triboelectrificación o tribocarga ) describe la transferencia de carga eléctrica entre dos objetos cuando entran en contacto o se deslizan uno contra el otro. Puede ocurrir con diferentes materiales, como la suela de un zapato sobre una alfombra, o entre dos piezas del mismo material. Es omnipresente y se produce con diferentes cantidades de transferencia de carga ( tribocarga ) para todos los materiales sólidos. Hay evidencia de que la tribocarga puede ocurrir entre combinaciones de sólidos, líquidos y gases, por ejemplo, líquido que fluye en un tubo sólido o un avión que vuela por el aire.
A menudo, la electricidad estática es una consecuencia del efecto triboeléctrico cuando la carga permanece en uno o ambos objetos y no se aleja. El término triboelectricidad se ha utilizado para referirse al campo de estudio o al fenómeno general del efecto triboeléctrico, o a la electricidad estática que resulta de él. Cuando no hay deslizamiento, la tribocarga a veces se denomina electrificación de contacto , y cualquier electricidad estática generada a veces se denomina electricidad de contacto . Estos términos suelen utilizarse indistintamente y pueden confundirse. ( Artículo completo... )- Imagen 2Quantum Reality es un libro de divulgación científica de 1985 escrito por el físicoNick Herbert, miembro delFundamental Fysiks Group, que se formó para explorar las implicaciones filosóficas de la teoría cuántica. El libro intenta abordar laontologíadecuánticos, sus atributos y sus interacciones, sin depender de conceptos matemáticos avanzados. Herbert analiza lasinterpretaciones más comunes de la mecánica cuánticay sus consecuencias, destacando las ventajas y desventajas conceptuales de cada una. ( Artículo completo... )
- Imagen 3
Una libélula esmeralda tau ( Hemicordulia tau ) tiene músculos de vuelo unidos directamente a sus alas.
Insects are the only group of invertebrates that have evolved wings and flight. Insects first flew in the Carboniferous, some 300 to 350 million years ago, making them the first animals to evolve flight. Wings may have evolved from appendages on the sides of existing limbs, which already had nerves, joints, and muscles used for other purposes. These may initially have been used for sailing on water, or to slow the rate of descent when gliding.
Two insect groups, the dragonflies and the mayflies, have flight muscles attached directly to the wings. In other winged insects, flight muscles attach to the thorax, which make it oscillate in order to induce the wings to beat. Of these insects, some (flies and some beetles) achieve very high wingbeat frequencies through the evolution of an "asynchronous" nervous system, in which the thorax oscillates faster than the rate of nerve impulses. (Full article...) - Image 4In 1850, Léon Foucault used a rotating mirror to perform a differential measurement of the speed of light in water versus its speed in air. In 1862, he used a similar apparatus to measure the speed of light in the air. (Full article...)
- Image 5
Edward Creutz (January 23, 1913 – June 27, 2009) was an American physicist who worked on the Manhattan Project at the Metallurgical Laboratory and the Los Alamos Laboratory during World War II. After the war he became a professor of physics at the Carnegie Institute of Technology. He was Vice President of Research at General Atomics from 1955 to 1970. He published over 65 papers on botany, physics, mathematics, metallurgy and science policy, and held 18 patents relating to nuclear energy.
A graduate of the University of Wisconsin–Madison, Creutz helped Princeton University build its first cyclotron. During World War II he worked on nuclear reactor design under Eugene Wigner at the Metallurgical Laboratory, designing the cooling system for the first water-cooled reactors. He led a group that studied the metallurgy of uranium and other elements used in reactor designs. In October 1944, he moved to the Los Alamos Laboratory, where he became a group leader. (Full article...) - Image 6
An electron backscatter diffraction pattern of monocrystalline silicon, taken at 20 kV with a field-emission electron source
Electron backscatter diffraction (EBSD) is a scanning electron microscopy (SEM) technique used to study the crystallographic structure of materials. EBSD is carried out in a scanning electron microscope equipped with an EBSD detector comprising at least a phosphorescent screen, a compact lens and a low-light camera. In the microscope an incident beam of electrons hits a tilted sample. As backscattered electrons leave the sample, they interact with the atoms and are both elastically diffracted and lose energy, leaving the sample at various scattering angles before reaching the phosphor screen forming Kikuchi patterns (EBSPs). The EBSD spatial resolution depends on many factors, including the nature of the material under study and the sample preparation. They can be indexed to provide information about the material's grain structure, grain orientation, and phase at the micro-scale. EBSD is used for impurities and defect studies, plastic deformation, and statistical analysis for average misorientation, grain size, and crystallographic texture. EBSD can also be combined with energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), cathodoluminescence (CL), and wavelength-dispersive X-ray spectroscopy (WDS) for advanced phase identification and materials discovery.
The change and sharpness of the electron backscatter patterns (EBSPs) provide information about lattice distortion in the diffracting volume. Pattern sharpness can be used to assess the level of plasticity. Changes in the EBSP zone axis position can be used to measure the residual stress and small lattice rotations. EBSD can also provide information about the density of geometrically necessary dislocations (GNDs). However, the lattice distortion is measured relative to a reference pattern (EBSP0). The choice of reference pattern affects the measurement precision; e.g., a reference pattern deformed in tension will directly reduce the tensile strain magnitude derived from a high-resolution map while indirectly influencing the magnitude of other components and the spatial distribution of strain. Furthermore, the choice of EBSP0 slightly affects the GND density distribution and magnitude. (Full article...) - Image 7
Val Logsdon Fitch (March 10, 1923 – February 5, 2015) was an American nuclear physicist who, with co-researcher James Cronin, was awarded the 1980 Nobel Prize in Physics for a 1964 experiment using the Alternating Gradient Synchrotron at Brookhaven National Laboratory that proved that certain subatomic reactions do not adhere to fundamental symmetry principles. Specifically, they proved, by examining the decay of K-mesons, that a reaction run in reverse does not retrace the path of the original reaction, which showed that the reactions of subatomic particles are not indifferent to time. Thus the phenomenon of CP violation was discovered. This demolished the faith that physicists had that natural laws were governed by symmetry.
Born on a cattle ranch near Merriman, Nebraska, Fitch was drafted into the U.S. Army during World War II, and worked on the Manhattan Project at the Los Alamos Laboratory in New Mexico. He later graduated from McGill University, and completed his PhD in physics in 1954 at Columbia University. He was a member of the faculty at Princeton University from 1954 until his retirement in 2005. (Full article...) - Image 8A 1933 portrait of Whittaker by Arthur Trevor Haddon titled Sir Edmund Taylor Whittaker
Sir Edmund Taylor Whittaker FRS FRSE (24 October 1873 – 24 March 1956) was a British mathematician, physicist, and historian of science. Whittaker was a leading mathematical scholar of the early 20th century who contributed widely to applied mathematics and was renowned for his research in mathematical physics and numerical analysis, including the theory of special functions, along with his contributions to astronomy, celestial mechanics, the history of physics, and digital signal processing.
Among the most influential publications in Whittaker's bibliography, he authored several popular reference works in mathematics, physics, and the history of science, including A Course of Modern Analysis (better known as Whittaker and Watson), Analytical Dynamics of Particles and Rigid Bodies, and A History of the Theories of Aether and Electricity. Whittaker is also remembered for his role in the relativity priority dispute, as he credited Henri Poincaré and Hendrik Lorentz with developing special relativity in the second volume of his History, a dispute which has lasted several decades, though scientific consensus has remained with Einstein. Whittaker served as the Royal Astronomer of Ireland early in his career, a position he held from 1906 through 1912, before moving on to the chair of mathematics at the University of Edinburgh for the next three decades and, towards the end of his career, received the Copley Medal and was knighted. The School of Mathematics of the University of Edinburgh holds The Whittaker Colloquium, a yearly lecture, in his honour and the Edinburgh Mathematical Society promotes an outstanding young Scottish mathematician once every four years with the Sir Edmund Whittaker Memorial Prize, also given in his honour. (Full article...) - Image 9
Alvin Cushman Graves (November 4, 1909 – July 28, 1965) was an American nuclear physicist who served at the Manhattan Project's Metallurgical Laboratory and the Los Alamos Laboratory during World War II. After the war, he became the head of the J (Test) Division at Los Alamos and was director or assistant director of numerous nuclear weapons tests during the 1940s and 1950s. Graves was severely injured in the 1946 laboratory criticality accident in Los Alamos that killed Louis Slotin, but recovered. (Full article...) - Image 10
The state of a vibrating string can be modeled as a point in a Hilbert space. The decomposition of a vibrating string into its vibrations in distinct overtones is given by the projection of the point onto the coordinate axes in the space.
In mathematics, Hilbert spaces (named after David Hilbert) allow the methods of linear algebra and calculus to be generalized from (finite-dimensional) Euclidean vector spaces to spaces that may be infinite-dimensional. Hilbert spaces arise naturally and frequently in mathematics and physics, typically as function spaces. Formally, a Hilbert space is a vector space equipped with an inner product that induces a distance function for which the space is a complete metric space. A Hilbert space is a special case of a Banach space.
The earliest Hilbert spaces were studied from this point of view in the first decade of the 20th century by David Hilbert, Erhard Schmidt, and Frigyes Riesz. They are indispensable tools in the theories of partial differential equations, quantum mechanics, Fourier analysis (which includes applications to signal processing and heat transfer), and ergodic theory (which forms the mathematical underpinning of thermodynamics). John von Neumann coined the term Hilbert space for the abstract concept that underlies many of these diverse applications. The success of Hilbert space methods ushered in a very fruitful era for functional analysis. Apart from the classical Euclidean vector spaces, examples of Hilbert spaces include spaces of square-integrable functions, spaces of sequences, Sobolev spaces consisting of generalized functions, and Hardy spaces of holomorphic functions. (Full article...) - Image 11
DU Spectrophotometer, National Technical Laboratories, 1947
The DU spectrophotometer or Beckman DU, introduced in 1941, was the first commercially viable scientific instrument for measuring the amount of ultraviolet light absorbed by a substance. This model of spectrophotometer enabled scientists to easily examine and identify a given substance based on its absorption spectrum, the pattern of light absorbed at different wavelengths. Arnold O. Beckman's National Technical Laboratories (later Beckman Instruments) developed three in-house prototype models (A, B, C) and one limited distribution model (D) before moving to full commercial production with the DU. Approximately 30,000 DU spectrophotometers were manufactured and sold between 1941 and 1976.
Sometimes referred to as a UV–Vis spectrophotometer because it measured both the ultraviolet (UV) and visible spectra, the DU spectrophotometer is credited as being a truly revolutionary technology. It yielded more accurate results than previous methods for determining the chemical composition of a complex substance, and substantially reduced the time needed for an accurate analysis from weeks or hours to minutes. The Beckman DU was essential to several critical secret research projects during World War II, including the development of penicillin and synthetic rubber. (Full article...) - Image 12
Geocentric celestial spheres; Peter Apian's Cosmographia (Antwerp, 1539)
The celestial spheres, or celestial orbs, were the fundamental entities of the cosmological models developed by Plato, Eudoxus, Aristotle, Ptolemy, Copernicus, and others. In these celestial models, the apparent motions of the fixed stars and planets are accounted for by treating them as embedded in rotating spheres made of an aetherial, transparent fifth element (quintessence), like gems set in orbs. Since it was believed that the fixed stars did not change their positions relative to one another, it was argued that they must be on the surface of a single starry sphere.
In modern thought, the orbits of the planets are viewed as the paths of those planets through mostly empty space. Ancient and medieval thinkers, however, considered the celestial orbs to be thick spheres of rarefied matter nested one within the other, each one in complete contact with the sphere above it and the sphere below. When scholars applied Ptolemy's epicycles, they presumed that each planetary sphere was exactly thick enough to accommodate them. By combining this nested sphere model with astronomical observations, scholars calculated what became generally accepted values at the time for the distances to the Sun: about 4 million miles (6.4 million kilometres), to the other planets, and to the edge of the universe: about 73 million miles (117 million kilometres). The nested sphere model's distances to the Sun and planets differ significantly from modern measurements of the distances, and the size of the universe is now known to be inconceivably large and continuously expanding. (Full article...) - Image 13
The Nobel Prize in Physics (Swedish: Nobelpriset i fysik) is an annual award given by the Royal Swedish Academy of Sciences for those who have made the most outstanding contributions to mankind in the field of physics. It is one of the five Nobel Prizes established by the will of Alfred Nobel in 1895 and awarded since 1901, the others being the Nobel Prize in Chemistry, Nobel Prize in Literature, Nobel Peace Prize, and Nobel Prize in Physiology or Medicine. Physics is traditionally the first award presented in the Nobel Prize ceremony.
The prize consists of a medal along with a diploma and a certificate for the monetary award. The front side of the medal displays the same profile of Alfred Nobel depicted on the medals for Physics, Chemistry, and Literature. (Full article...) - Image 14
Figure 1: Selected area diffraction pattern of a twinned austenite crystal in a piece of steel
Electron diffraction is a generic term for phenomena associated with changes in the direction of electron beams due to elastic interactions with atoms. It occurs due to elastic scattering, when there is no change in the energy of the electrons. The negatively charged electrons are scattered due to Coulomb forces when they interact with both the positively charged atomic core and the negatively charged electrons around the atoms. The resulting map of the directions of the electrons far from the sample is called a diffraction pattern, see for instance Figure 1. Beyond patterns showing the directions of electrons, electron diffraction also plays a major role in the contrast of images in electron microscopes.
This article provides an overview of electron diffraction and electron diffraction patterns, collective referred to by the generic name electron diffraction. This includes aspects of how in a general way electrons can act as waves, and diffract and interact with matter. It also involves the extensive history behind modern electron diffraction, how the combination of developments in the 19th century in understanding and controlling electrons in vacuum and the early 20th century developments with electron waves were combined with early instruments, giving birth to electron microscopy and diffraction in 1920–1935. While this was the birth, there have been a large number of further developments since then. (Full article...) - Image 15
Fluorescent lamp, a device with negative differential resistance. In operation, an increase in current through the fluorescent tube causes a drop in voltage across it. If the tube were connected directly to the power line, the falling tube voltage would cause more and more current to flow, causing it to arc flash and destroy itself. To prevent this, fluorescent tubes are connected to the power line through a ballast. The ballast adds positive impedance (AC resistance) to the circuit to counteract the negative resistance of the tube, limiting the current.
In electronics, negative resistance (NR) is a property of some electrical circuits and devices in which an increase in voltage across the device's terminals results in a decrease in electric current through it.
This is in contrast to an ordinary resistor in which an increase of applied voltage causes a proportional increase in current due to Ohm's law, resulting in a positive resistance. Under certain conditions it can increase the power of an electrical signal, amplifying it. (Full article...)
Aniversarios de octubre
- 1 de octubre de 1922: cumpleaños de Chen Ning Yang
- 1 de octubre de 1958: se crea la NASA para reemplazar a la NACA
- 7 de octubre de 1885: cumpleaños de Niels Bohr
- 20 de octubre de 1984 - Muere Paul Dirac
Imágenes generales
Las siguientes son imágenes de varios artículos relacionados con la física en Wikipedia.
- Image 3El antiguo matemático griego Arquímedes , desarrollador de ideas sobre la mecánica de fluidos y la flotabilidad . (de Historia de la física )
- Image 4La física clásica se ocupa generalmente de las condiciones cotidianas: las velocidades son mucho menores que la velocidad de la luz , los tamaños son mucho mayores que los de los átomos, pero muy pequeños en términos astronómicos. La física moderna, en cambio, se ocupa de altas velocidades, distancias pequeñas y energías muy grandes. (de Física moderna )
- Image 5Marie Skłodowska-Curie
(1867–1934) Recibió dos premios Nobel, de Física (1903) y de Química (1911) (de Historia de la física ) - Image 6Einstein propuso que la gravitación es el resultado de masas (o sus energías equivalentes) que curvan ("doblan") el espacio-tiempo en el que existen, alterando los caminos que siguen dentro de él. (de Historia de la física )
- Image 7Los mapas estelares del erudito chino del siglo XI Su Song son los mapas estelares impresos en madera más antiguos que se conocen y que han sobrevivido hasta nuestros días. Este ejemplo, que data de 1092, emplea la proyección cilíndrica equirectangular . (de Historia de la física )
- Image 10La física clásica ( ley de Rayleigh-Jeans , línea negra) no logró explicar la radiación del cuerpo negro , la llamada catástrofe ultravioleta . Se dice que la descripción cuántica ( ley de Planck , líneas de colores) es física moderna . (de Física moderna )
- Image 11Heike Kamerlingh Onnes y Johannes van der Waals con el licuador de helio en Leiden en 1908 (de Física de la materia condensada )
- Image 13El primer condensado de Bose-Einstein observado en un gas de átomos de rubidio ultrafríos . Las áreas azules y blancas representan una mayor densidad. (de Física de la materia condensada )
- Image 15Chien-Shiung Wu trabajó en la violación de la paridad en 1956 y anunció sus resultados en enero de 1957. (de Historia de la física )
- Image 17JJ Thomson (1856-1940) descubrió el electrón y la isotopía y también inventó el espectrómetro de masas . Recibió el Premio Nobel de Física en 1906. (de Historia de la física )
- Image 20Galileo Galilei, uno de los primeros defensores de la cosmovisión y el método científicos modernos
(1564-1642) (de Historia de la física ) - Image 21El astrónomo polaco Nicolás Copérnico (1473-1543) es recordado por su desarrollo de un modelo heliocéntrico del Sistema Solar . (de Historia de la física )
- Image 22Una posible señal de un bosón de Higgs a partir de una colisión simulada entre protones . Se desintegra casi inmediatamente en dos chorros de hadrones y dos electrones, visibles como líneas. (de Historia de la física )
- Image 24Un montaje compuesto que compara a Júpiter (lado izquierdo) y sus cuatro lunas galileanas (de arriba a abajo: Ío , Europa , Ganímedes , Calisto ) (de Historia de la física )
- Image 25Simulación por ordenador de nanoengranajes fabricados con moléculas de fulerenos . Se espera que los avances en nanociencia conduzcan a máquinas que funcionen a escala molecular. (de Física de la materia condensada )
- Image 26Diagrama de Feynman que representa (de izquierda a derecha) la producción de un fotón ( onda sinusoidal azul ) a partir de la aniquilación de un electrón y su antipartícula complementaria , el positrón . El fotón se convierte en un par quark - antiquark y se libera un gluón (espiral verde). (de Historia de la física )
- Image 27Imagen del patrón de difracción de rayos X de un cristal de proteína (de Física de la materia condensada )
- Image 29El efecto Hall cuántico : componentes de la resistividad Hall en función del campo magnético externo (de Física de la materia condensada )
- Image 30Una cuna de Newton , llamada así en honor al físico Isaac Newton (de Historia de la física )
- Image 35Una réplica del primer transistor de contacto puntual en los laboratorios Bell (de Física de la materia condensada )
- Image 36El sistema de numeración hindú-arábigo. Las inscripciones de los edictos de Ashoka (siglo III a. C.) muestran que este sistema de numeración era utilizado por los Maurya imperiales . (De Historia de la física )
- Image 37Un imán que levita sobre un superconductor de alta temperatura . En la actualidad, algunos físicos están trabajando para comprender la superconductividad de alta temperatura utilizando la correspondencia AdS/CFT. (de Física de la materia condensada )
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La física clásica incluye tradicionalmente los campos de la mecánica , la óptica , la electricidad , el magnetismo , la acústica y la termodinámica . El término física moderna se utiliza normalmente para los campos que dependen en gran medida de la teoría cuántica , incluida la mecánica cuántica , la física atómica , la física nuclear , la física de partículas y la física de la materia condensada . La relatividad general y especial también suelen considerarse parte de la física moderna.
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