El 18 de marzo de hace 76 años Paul Dirac publica “The Physical Interpretation of Quantum Mechanics”

El 18 de marzo de 1942 Paul Dirac –Premio Nobel de Física en 1933 junto con Erwin Schrödinger “for the discovery of new productive forms of atomic theory”– publica “The Physical Interpretation of Quantum Mechanics” en los “Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences”. Había sido una Bakerian Lecture presentada el 19 de junio de 1941.

Paul Adrien Maurice Dirac (1902-1984).

La Bakerian Lecture es una conferencia dedicada a las ciencias físicas a la que se accede como un premio de la Royal Society a uno de sus miembros. En 1775 Henry Baker donó 100 libras para remunerar una conferencia de un miembro de la Royal Society sobre algún tema de historia natural o de filosofía experimental, de acuerdo con lo que la Sociedad determinase.

Entre los científicos eminentes que han pronunciado Bakerian Lectures se encuentran Thomas Young, Humphrey Davy, Michael Faraday, James Clerk Maxwell, William Crookes, Joseph John Thomson, Lord Rayleigh, Joseph Larmor, John Henry Poynting, William Henry Bragg, Ernest Rutherford, Arthur Stanley Eddington, James Chadwick, William Lawrence Bragg, Paul Adrien Maurice Dirac, George Paget Thomson, Martin Ryle,  Fred Hoyle, Abdus Salam, Carlo Rubbia, Hans Bethe, etc.

La Bakerian Medal and Lecture de 2020 ha sido concedida a James Hough por su trabajo líder mundial en sistemas de suspensiones para las masas de prueba utilizadas en interferometría láser, fundamental para la detección exitosa de ondas gravitacionales

ACCESO A LA “BAKERIAN LECTURE” DE DIRAC

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Inducción electromagnética y relatividad

“Lo que me condujo, en forma más o menos directa, hacia la teoría especial de la relatividad, fue la convicción de que la fuerza electromotriz que actúa sobre un cuerpo en movimiento dentro de un campo magnético, no es más que un campo eléctrico”.

Albert Einstein (1879-1955)

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Comienza la asignatura “Electromagnetismo II” del Grado en Física de la UA

Contenidos para el curso 2020-21

Tema 1.-  CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA

  • Introducción
  • Elementos básicos de una red
  • Circuitos en régimen alterno
  • Potencia en régimen alterno
  • Resonancia
  • Tensión entre los extremos de una R, una L y una C. Noción de filtro
  • Leyes de Kirchhoff
  • Método de las corrientes de malla
  • Método de las tensiones en los nudos
  • Teoremas relativos a circuitos

Tema 2.-  ECUACIONES DE MAXWELL Y LEYES DE CONSERVACIÓN

  • Introducción
  • Corriente de desplazamiento. Ley de Ampère-Maxwell
  • Ecuaciones de Maxwell en el espacio libre y en medios materiales
  • Condiciones de contorno
  • Unicidad de la solución
  • Ecuación de continuidad
  • Energía electromagnética. Vector de Poynting
  • Momento lineal del campo electromagnético
  • Momento angular del campo electromagnético
  • Sistemas de unidades

Tema 3.-  ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS

  • Introducción
  • Ecuación de ondas para los campos
  • Ondas electromagnéticas en el espacio libre
  • Energía y momento lineal de una onda electromagnética
  • Ondas electromagnéticas en dieléctricos
  • Ondas electromagnéticas en conductores
  • Medios dispersivos: velocidad de grupo y velocidad de fase
  • Ondas guiadas

Tema 4.-  DINÁMICA DE PARTÍCULAS RELATIVISTAS EN CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS

  • Introducción
  • Cinemática y dinámica relativistas
  • Tetrapotencial campo. Función de Lagrange
  • Ecuaciones de movimiento en forma covariante. Tensor campo electromagnético
  • Fuerza de Lorentz. Expresión covariante de la fuerza
  • Invariancia gauge
  • Formulación lagrangiana no covariante
  • Transformaciones de los campos
  • Invariantes del campo electromagnético
  • Campo creado por una carga móvil: ley de Biot-Savart

Tema 5.-  LAS ECUACIONES DE MAXWELL EN EL ESPACIO LIBRE

  • Introducción
  • Contenido físico de las ecuaciones de Maxwell (I)
  • Conservación de la carga y tetravector corriente
  • Ecuaciones de Maxwell en forma covariante
  • Ecuaciones de onda para los potenciales: gauges
  • Contenido físico de las ecuaciones de Maxwell (II)

Tema 6.-  SOLUCIÓN GENERAL DE LAS ECUACIONES DE MAXWELL

  • Introducción
  • Ondas esféricas asociadas a una carga puntual en el origen. Potenciales retardados
  • Expresión general para los potenciales retardados
  • Comparación con el caso estático: resultados con validez general y parcial
  • Potenciales para una carga móvil: solución de Liénard-Wiechert
  • Campos creados por una carga en movimiento arbitrario: campo próximo y campo de radiación

Tema 7.-  TEORÍA DE LA RADIACIÓN

  • Introducción
  • Radiación por una carga acelerada en la aproximación no-relativista de Larmor: aproximación dipolar
  • Radiación de un dipolo eléctrico
  • Radiación de un dipolo magnético
  • Radiación por una carga acelerada en el caso general
  • Acelerador lineal y acelerador circular. Radiación de sincrotrón
  • Reacción de radiación. Ecuación de Abraham-Lorentz

Tema 8.-  FORMULACIÓN LAGRANGIANA DEL CAMPO ELECTROMAGNÉTICO

  • Introducción
  • Formulación lagrangiana de un sistema discreto
  • Transición de un sistema discreto a un sistema continuo
  • Formulación lagrangiana de un campo
  • Lagrangiano para el campo electromagnético y formulación covariante de las ecuaciones de Maxwell
  • Tensor energía-impulso
  • Simetrización del tensor energía-impulso. Teorema de Poynting
  • Campo electromagnético con partículas. Leyes de conservación
  • Invariancia gauge y conservación de la carga
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Tema 8. Corriente eléctrica

Este tema está dedicado al estudio de la corriente eléctrica, es decir, al estudio del movimiento de la carga eléctrica de una región a otra. El tema comienza con una descripción de la naturaleza de la corriente eléctrica, introduciendo los conceptos de intensidad y densidad de corriente. La intensidad de corriente es una magnitud escalar que representa la carga que fluye a través de la sección de un conductor por unidad de tiempo, mientras que la densidad de corriente es una magnitud vectorial cuyo flujo a través de una determinada superficie es precisamente la intensidad de la corriente. Un aspecto importante es la expresión que relaciona la densidad de corriente con magnitudes microscópicas de ésta como son el número de portadores de carga por unidad de volumen, la carga de cada portador y su velocidad de arrastre o desplazamiento.

Seguidamente se estudia la ley de Ohm y se introduce el concepto de resistencia y las expresiones para la resistencia equivalente de resistencias en serie y en paralelo. Utilizando la expresión del vector densidad de corriente se llega a una ecuación vectorial para la ley de Ohm que relaciona los vectores densidad de corriente y campo eléctrico aplicado mediante la conductividad o su inversa la resistividad. Es importante presentar algunos valores numéricos de la conductividad (o de la resistividad) para conductores, semiconductores y aislantes, así como señalar que mientras que la resistividad de un conductor metálico aumenta con la temperatura, la de un semiconductor disminuye cuando aquélla se incrementa.

La existencia de una corriente eléctrica a través de conductores que constituyen un circuito eléctrico implica una disipación de energía en forma de calor por efecto Joule, por lo que para mantener una corriente son necesarios otros elementos que aporten energía eléctrica al circuito. Ésta es la función de los generadores, dispositivos capaces de transformar algún tipo de energía en energía eléctrica, y que vienen caracterizados por su fuerza electromotriz.

Finalmente, se describe brevemente la utilización de los amperímetros y voltímetros como instrumentos de medida de intensidades y diferencias de potencial en diferentes montajes.

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Los 72 sabios inscritos en la Torre Eiffel

Se conocen como los 72 sabios inscritos en la torre Eiffel (en francés, 72 savants inscrits sur la tour Eiffel) o más sencillamente, sabios de la torre Eiffel, a los nombres (en realidad, apellidos) que Gustave Eiffel hizo grabar en la torre Eiffel en el momento de su construcción. Corresponden a científicos, ingenieros e industriales franceses que realizaron aportaciones relevantes en sus campos, entre 1789 y 1889, y que eran y son la gloria de la ciencia y la técnica de Francia del siglo XIX.

Los nombres grabados se encuentran en los entrepaños de las ménsulas que soportan la primera línea de balcones, justo encima del primer arco a razón de 18 nombres por cada lado (las del Trocadero, Escuela Militar, Grenelle y La Bourdonnais​). Los nombres fueron pintados en varias ocasiones a comienzos del siglo XX y restaurados en 1986-1987 por la Société Nouvelle d’exploitation de la Tour Eiffel, la compañía contratada por entonces para operar todos los negocios relacionados con la torre (actualmente se denomina SETE). La torre y sus derechos son propiedad de la ciudad de París. Las letras, de 60 cm de altura, se decoraron originariamente en oro.

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