Todos los científicos que han llegado realizar algún descubrimiento importante, han necesitado algún tipo de ayuda para llevarlos a cabo. Cada científico deja algo importante que desea transmitir a aquellos que le sucedan, esto mismo se hace ver en nuestro libro. Detrás de cada científico importante que conocemos hay otros que poco a poco fueron abriéndoles camino.
Sin embargo, no solo es bueno el que sabe aprovechar los conocimientos de su
s predecesores, sino el que además es capaz de darles a los que le siguen otros conocimientos en los que basar sus investigaciones. Como dijo Newton, "he llegado hasta aquí porque me he subido a hombros de gigantes".En muchas ocasiones, el que alguien elija una carrera u otra depende en gran medida de el profesor que haya tenido. En el caso de la física, cómo te hayan transmitido los conocimientos, condiciona mucho.
No hay más que mirar a nuestro alrededor para hacernos preguntas relacionadas con la física, sin embargo, en la actualidad el número de estudiantes en las universidades que se apuntan a esta materia ha disminuido. Al igual que hace años, la gente cree que ya no quedan descubrimientos gloriosos por hacer, sin embargo son infinitas las cosas que todavía quedan por descubrir.
La física es una de las disciplinas académicas más antiguas, es la ciencia que estudia las propiedades del espacio, el tiempo, la materia y la energía así como sus interacciones, por el contrario, la química es la ciencia que estudia las sustancias, sus propiedades, su estructura y
las reacciones que las transforman en otras sustancias, es por esta ultima ciencia por la que Rutherford recibió el premio Nobel en el año 1908, esto fue gracias a uno de sus descubrimientos con el que había halado que la radiactividad iba acompañada por una desintegración de los elementos. Sin embargo, el recibir este premio, fue algo inesperado para el, el era físico, no químico. De hecho, el trabajo `por el que recibió el premio, contradecía lo que acostumbraba a decirles a sus alumnos, " toda ciencia o es física o es coleccionismo de sellos". La química es una ciencia tanto como la física, por ello recibió ese premio, de este mismo razonamiento sale también la frase que dijo al recibir dicho premio : " He cambiado muchas veces en mi vida, pero nunca tanto como esta metamorfosis de físico a químico", el hacía ciencia, y ase ciencia la denominaba física, el hecho de recibir un premio por algo que no consideraba ciencia, fue para él un gran cambio.
Otro físico importante, aunque no forme parte de nuestro libro es Nikola Tesla. Fue un inventor, ingeniero mecánico e ingeniero eléctrico y uno de los promotores del nacimiento de la electricidad comercial. Realizó numerosas investigaciones en el campo del electromagnetismo, y es por estas investigaciones por lo que es más conocido. Su trabajo teórico formo las bases de los sistemas modernos de potencia eléctrica por corriente alterna (CA). Entre su amplia lista de creacio
nes, se dice que llego a inventar entre 700 y 1600 dispositivos de los cales desconocemos la mayoría, sin embargo, muchos de ellos merecen ser destacados:- Transferencia inalámbrica de energía eléctrica mediante ondas electromagnéticas.
- Corriente alterna, corriente de pulso y corriente oscilante.
- Bombilla sin filamento.
- Principios teóricos del radar.
- Control remoto.
- Ondas Tesla.
Porsupuesto exísten muchos experimentos más, sin embargo en nuestra opinión, hay uno que debería resaltarse. La radio. Si bien es cierto que todos nosotros atribuimos este invento a Marconi, eso no es realmente cierto. Ambos científicos tuvieron una importante disputa en lo referente a este invento. Tesla aseguraba que el merito de la invención era suyo puesto que él había inventado
un aparato similar al de Marconi quince años antes que éste. Fue en la década de los sesenta cuando el Tribunal Supremo de los Estados Unidos declaró que el invento era propiedad de Tesla, sin embargo en lo que a la opinión pública respecta, la propiedad seguía siendo de Marconi.
Pero además de Marconi, hubo otro científico con el que Tesla tubo problemas, y fue con Edison. Hubo un tiempo en el que ambos científicos trabajaron juntos mejorando los diseños de los generadores de corriente continua. Edison se atribuía esas patentes como propias, por ello Tesla se negó a pagarle la cantidad que la había prometido en caso de que esas mejoras tubieran éxito. Por ello Edison propicio la invención de la silla eléctrica que utilizaba corriente continua para así dar mala fama al invento de Tesla.
Hay ciertos fenómenos físicos que resultaron muy importates en el desarrollo de la sociedad del siglo XX, y que todavía en la actualidad siguen teniendo una gran trascendencia.
La fluorescencia y la fosforescencia son dos tipos de propiedades que se dan en la materia. La fosforescencia es el fenómeno en el cual ciertas sustancias tienen la propiedad de absorver energía y almacenarla para emitirla posteriormente en forma de luz. La fluorescencia, por el contario, es la propiedad de una sustancia para emitir luz al ser expuesta a radiaciones de tipo ultravioleta, rayos catódicos o rayos X. La principal diferencia entre una y otra es que en la fosforescencia se produce un retraso temporal con respecto a la fluorescencia entre la absorción y la reemisión de los fotones de energía.
Los rayos X son radiaciones electromagnéticas invisibles capaces de atravesar cuerpos opacos. Su descubrimiento comienza con los experimentos del científico británico William Crookes que investigó las reacciones de ciertos gases al aplicarles descargas de energía.
La radiactividad es el proceso mediante el cual las sustancias y elementos emiten rayos de manera que solo pueden provenir de sus átomos. Por lo que la radiactividad consiste en la desintegración espontánea de ciertos átomos pesados. En muchos libros de física se le otorga el descubrimiento de la radiactividad a Becquerel. Sin embargo ese descubrimiento se produjo por pura casualidad. Becquerel observo que una placa fotográfica no expuesta a la luz y tapada con un papel negro era impresionada por una luz visible o ultravioleta cuando el paquete se ponía en contacto con compuestos del elemento pesado uranio. De ahí dedujo que el elemento debía producir algún tipo de radiación la cual atravesaba el papel hasta alcanzar la placa fotográfica afectándola. Una vez descubierto esto realizó experimentos con muchas otras sales determinando que era únicamente el uranio el que emitía algún tipo de radiación nueva. Posteriormente, y de una manera más científica el matrimonio Curie que muchas sustancias emitían rayos que solo podían provenir de sus átomos. Las aportaciones del matrimonio al trabajo de Becquerel fueron muy importantes, puesto que este tan solo había obtenido información de la radiactividad en el uranio mientras que el matrimonio Curie anunció la teoría de la radiactividad habiendo experimentado con muchas sustancias y elementos simples.
De esa radiactividad provenían las radiaciones alfa, beta y gamma. La alfa eran átomos de helio, la beta electrones, y la gamma que era una radiación electromagnética muy energética .
La ley de la desintegración atómica es el ritmo con el que los átomos de una muestra radiactiva se desintegraban. Rutherford comprobó que la vida media de los electrones radiactivos podía variar, también observo que el uranio y otros elementos radiactivos se iban transformando en otros que a su vez se desintegraban. Terminó esta cadena de investigación en el plomo, un material al que Rutherford le encontró una aplicación magnífica. Examinando muestras geológicas contenidas en otros elementos como el plomo pudo establecer un límite inferior a la edad de la tierra puesto que ya sabía a qué ritmo se desintegraba cada material. Este era el método de datación geológica.
El Carbono-14 es un radio isótopo del carbono que fue descubierto el 27 de febrero de 1940. Su núcleo contiene ocho neutrones y seis protones. Tiene un periodo de desintegración de 5.568 años, se emplea en la datación de especímenes orgánicos y es producido de manera continua en la atmósfera como consecuencia del bombardeo de átomos de nitrógeno.
El contador Geiger es un instrumento que permite mediar la radiactividad de un objeto o lugar. Esta formado por un fino hilo metálico a lo largo de su centro, el espacio entre ellos está aislado y lleno de gas.El experimento de Rutherford se llevo a cabo en 1910 cuando éste y Geiger estaban experimentando con partículas alfa. Situaron una fuente radiactiva intensa en un contenedor de plomo cerrado pero dejando únicamente una pequeña abertura. A través de ella salían las partículas que después hacían pasar por un canal central. El primer blanco en el que hicieron coincidir esos haces fue de mica, comprobando que los haces pasaban por las finas capas del mineral haciéndose cada vez más anchos a medida que aumentaban las capas de mica hasta llegar a un espesor en que todas quedaron absorvidas. Lo que Rutherford pretendía es que las partículas alfa al pasar por las capas de mica chocaran, pero no funcionó, esto es debido a que la mica esta formada por átomos de carga eléctrica positiva, por lo que la probabilidad de que chocara una partícula alfa con un átomo de la mica era pequeña si se tenía en cuenta el número de ambos; en caso de que ese choque llegara a producirse, la energía desprendida de la partícula alfa sería tan grande que lo único que se conseguiría seria deteriorar el material. Rutherford le propuso a uno de sus estudiantes ; Marsden, que estudiase si los metales, en concreto el platino y el oro eran capaces de rebotar algún alfa, puesto que las capas del metal eran tan delgadas que solo podían hacerse de estos dos materiales. Si no fueran tan finas, las partículas alfa quedarían absorvidas y no se verían ni hacia delante ni hacia atrás ni en ningún ángulo. Para esta investigación, Rutherfor creo un aparato que hacía incidir partículas alfa en una lámina fina de oro. La mayoría de las partículas pasaban la lámina sin apenas desviarse, pero una pequeña fracción salían rebotadas, y al repetir la experiencia con la lámina de platino, el resultado fue exactamente el mismo. De este experimento, Rutherford sacó la siguiente frase: " es como si se disparara un obús naval de buen calibre contra una hoja de papel y rebotase. Esto significa que al igual que en su experimento, el lanzar un obús que probablemente tendrá más del triple de peso que la hoja de papel y ver como rebota resulta prácticamente imposible.
Tras realizar este experimento, Rutherford llegó a la conclusión de que el átomo tenía toda su masa y la carga positiva concentrada en una pequeña esfera, a esta esfera la denominó núcleo atómico y a aquellas partículas con masa y carga positiva las llamó protones. La carga positiva del núcleo era igual a la suma de la carga de todos los electrones. Los electrones giraban alrededor del núcleo siendo el radio del átomo unas diez mil veces superior al radio del núcleo, por lo que un átomo estaba hueco en su interior. Una limitación era explicarse ¿ Cómo podía mantenerse estable un apelotonamiento de protones todos positivos en un espacio tan pequeño? La respuesta fue porque entre los protones se establece una nueva fuerza, la gravedad y el electromagnetismo. Debian existir unas partículas con masa pero sin carga a las que llamó neutrones. Gracias a esta explicación, a Rutherford se le consideró el padre de la intelección nuclear donde obliga a los núcleos a permanecer juntos. Con el modelo planetario de Rutherford salió otra limitación. Se sabía que una carga eléctrica acelerada emitía radiación electromagnética. El electrón en su órbita estaba sometido a aceleraciones, por ello emitiría radiación perdiendo energía por lo que el átomo no sería estable al caer el electrón hacia el núcleo.
La solución a ese problema la aportó Bohr que hizo una tesis doctoral postulando que los electrones no radiaban en sus órbitas, por lo que incrustó los nuevos conceptos cuánticos de Plank en el modelo planetario de Rutherford.
- Interacción nuclear fuerte: Mantiene unidos a los componentes de los núcleos atómicos como ocurre con los protones y neutrones, siendo más intensa que la fuerza electromagnética.
- Interacción nuclear débil: Ocurre en las partículas elementales caracterizadas por su baja masa. Es más débil que la interacción fuerte.
- Interacción elctromagnética: Ocurre entre las sustancias con carga eléctrica. Es más fuerte que la gravitatoria.
- Interacción gravitatoria: Atracción producida por cada cuerpo que varía dependiendo de la masa de estos.
