Las distintas partes de la Física

La Física, al igual que, naturalmente, muchas otras disciplinas, abarca diferentes campos o especialidades. Es muy difícil preparar una tabla que incluya todas las ramas de la Física. Más que difícil, es imposible, si se aspira a una clasificación definida y no problemática. Esto es así porque algunas “especialidades” en que se podría pensar se superponen en mayor o menor medida, como ocurre, por ejemplo, con la Física del Estado Sólido y la Física de los Materiales; la Astrofísica y la Relatividad General tienen asimismo muchos puntos en común; la Optoelectrónica es parte tanto de la Óptica como de la Electrónica; la Física Aplicada puede ser muchas cosas al mismo tiempo. Para evitar algunos de estos problemas, me voy a limitar a mencionar las principales, y más básicas, áreas de la Física, considerando, las denominadas por muchos ramas clásicas y ramas modernas.

El hombre, poseedor de una mente investigadora, ha tenido siempre una gran curiosidad respecto a cómo funciona la Naturaleza. Al principio sus únicas fuentes de información fueron sus sentidos y por ello clasificó los fenómenos observados de acuerdo a la manera en que los percibía. La “luz” fue relacionada con la visión y la Óptica se desarrolló como una Ciencia más o menos independiente asociada a aquélla. El “sonido” fue relacionado con la audición y la Acústica se desarrolló como una Ciencia relativa a este sentido. El “calor” fue relacionado a otra clase de sensación física, y por muchos años el estudio del calor (denominado Termodinámica) fue otra parte autónoma de la Física. El “movimiento”, evidentemente, es el más común de todos los fenómenos observados directamente, y la Ciencia del movimiento, la Mecánica, se desarrolló más temprano que cualquier otra rama de la Física. El movimiento de los planetas causado por sus interacciones gravitatorias, así como la caída libre de los cuerpos, fue satisfactoriamente explicado haciendo uso de la leyes de la Mecánica; por ello, la Gravitación se consideró tradicionalmente como una parte de la Mecánica. El Electromagnetismo, no estando relacionado directamente con ninguna experiencia sensorial –a pesar de ser responsable de la mayoría de ellas–, no apareció como una rama organizada de la Física sino hasta el siglo XIX.

Onda electromagnética. Créditos: Wikipedia.

De esta manera en el siglo XIX la Física aparecía dividida en una serie de ramas (llamadas clásicas): Mecánica, Acústica, Termodinámica, Electromagnetismo y Óptica, con muy poca o ninguna conexión entre ellas, aunque la Mecánica fue, con toda propiedad, el principio guía para todas ellas. De este modo se ha venido enseñando la Física y los cursos de Física General suelen abordar, con mayor o menor profundidad, cuestiones relacionadas con estas ramas. La razón de esto es que las ramas “clásicas” de la Física son, y seguirán siendo, campos muy importantes de especialización y actividad profesional. Incluso estos son los contenidos de la materias de “Fundamentos Físicos” que aparecen en las Directrices Generales Propias de las Nuevos Planes de Estudio de las Titulaciones Técnicas aprobadas por el Consejo de Universidades.

A finales del siglo XIX, los científicos creían haber descubierto y analizado casi todo lo que había que saber de Física. Sin embargo, a principios del siglo XX, se produjo una verdadera revolución que conmocionó al mundo de la Física. En el año 1900 Planck introdujo las ideas básicas que llevaron a la formulación de la teoría cuántica, y en 1905 Einstein formuló su teoría especial de la Relatividad. Estas dos teorías tuvieron un efecto profundo en el entendimiento de la Naturaleza y han dado lugar a nuevos descubrimientos y teorías en los campos de la Física Atómica, la Física Nuclear y de Partículas Elementales, la Física del Estado Sólido, así como de la Gravitación y la Cosmología. Todas ellas forman parte de lo que muchos denominan “Física Moderna”, y que cubre, aproximadamente, los desarrollos de la Física durante el siglo XX.

Ecuación de Schrödinger. Créditos: Wikipedia.

Sin embargo, es importante tener en cuenta hoy en día que existe una relación entre los fenómenos incluidos en las ramas “clásicas” y en las ramas “modernas”. Esta relación ha dado lugar a una nueva tendencia en el pensamiento, que mira a los fenómenos físicos desde un punto de vista unificado y, hasta cierto punto, más lógico. Ésta es, quizás, una de las grandes proezas de la Física del siglo XX. Así, por ejemplo, existen aspectos cuánticos dentro de la Óptica, en lo que se conoce como Óptica Cuántica, un ejemplo de ello es el láser. Algo similar ocurre con el Electromagnetismo, pues también existe una Electrodinámica Cuántica. Incluso en la Termodinámica existen efectos cuánticos, como el comportamiento del helio a bajas temperaturas y su superfluidez, o teorías cuánticas como las de los calores específicos.

Bibliografía

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G. Holton y S. G. Brush, Introducción a los conceptos y teorías de las Ciencias Físicas. Reverté. Barcelona (1988).

J. M. Sánchez Ron, Profesiones con futuro: Físico. Grijalbo. Barcelona (1994).

Profesiones: La Física. Hablando con Juan Rojo. Acento Editorial. Madrid (1994).

About Augusto Beléndez

Catedrático de Física Aplicada en el Departamento de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal de la Universidad de Alicante. Miembro del Instituto Universitario de Física Aplicada a las Ciencias y las Tecnologías (IUFACyT) así como del Grupo de Investigación "Holografía y Procesado Óptico" (GHPO) y del Grupo de Innovación Tecnológica-Educativa "Física, Óptica y Telecomunicaciones" (GITE-FOT). Miembro de la RSEF y SEDOPTICA. Senior member de la OSA y Fellow member del SPIE. -- Full Professor of Applied Physics in the Department of Physics, Systems Engineering and Signal Theory at the University of Alicante (Spain). Member of the University Institute of Physics Applied to Sciences and Technologies (IUFACyT) as well as the Research Group "Holography and Optical Processing" (GHPO) and the Technological-Educational Innovation Group "Physics, Optics and Telecommunications" (GITE-FOT). Member of the RSEF and SEDOPTICA. OSA Senior member and SPIE Fellow.
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