Dr. Alberto Domínguez García INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Profesional Adolfo López Mateos Zacatenco Academia de Física IE - ICA - ISISA INTRODUCCIÓN Alberto Domínguez García La física provee los fundamentos de su carrera. La meta fundamental de la física es comprender de donde proviene el universo, como ha evolucionado y como lo sigue haciendo, así como las reglas ( o “leyes”) que rigen lo fenómenos que observamos. Alberto Domínguez García Para ello la física provee el fundamento de los principios de ingeniería utilizados para resolver problemas tecnológicos aplicados y prácticos. Algunos estudiantes tal vez no utilicen la física directamente en sus carreras, pero una buena representación de la física es fundamental en la resolución de problemas que implican los avances tecnológicos Alberto Domínguez García ¿PORQUE ESTUDIAR FISICA? En este caso la física brindara un marco de comprensión de los principios relacionados con su trabajo. Aunque las aplicaciones de las leyes de la física tal vez no sean evidentes de forma inmediata comprenderlas será una valiosa herramienta si usted es un estudiante en una especialidad no técnica el requisito de la física pretende darle una educación integral esto le ayudara a desarrollar la Alberto Domínguez García La capacidad de evaluar la tecnología en el contexto de las necesidades sociales. Por ejemplo quizás tenga que votar en relación con los beneficios fiscales para una fuente de producción de energía, y en ese caso usted querría evaluar las ventajas y desventajas de ese proceso. Para poder evaluar es indispensable tener conocimientos de física no hay una respuesta única a la pregunta ¿ porque estudiara física?. No obstante, sobresale un asunto primordial: el conocimiento de las leyes de la física ofrece un excelente marco para su carrera y le permitirá comprender el mundo que le rodea ¿ A QUE TIPO DE TEORÍA PERTENECE LA RELATIVIDAD ? Alberto Domínguez García En Física existen varios tipos de Teorías que pueden clasificarse básicamente en dos categorías: Teorías de Principios Teorías Constructivas Alberto Domínguez García Las Teorías de Principios se fundamenten en afirmaciones, completamente generales, sugeridas por la propia naturaleza y sus fenómenos. La base es estrictamente empírica. Son los fenómenos quienes dan origen al enunciado de los principios. Una vez establecido, un proceso lógico deductivo, apoyado en aportes empíricos (mediciones, comprobaciones cualitativas y experimentales), conduce a expresiones matemáticas aplicables a todos los casos que se presenten. Alberto Domínguez García Las Teorías Constructivas se elaboran en base a hipótesis. Las Leyes son consecuencia de algunas reglas axiomáticas establecidas por medio de esas mismas hipótesis. Las teorías constructivas, por su propia metodología, son Invulnerables, mientras encontremos hipótesis adecuadas para contemplar los diferentes fenómenos que van apareciendo. Alberto Domínguez García ¿ Que significa la palabra Relatividad ? La mayoría de las veces se piensa, equivocadamente, que la teoría de la relatividad afirma simplismos tales como: “Todo es relativo, nada es absoluto”. La finalidad del nuevo enfoque es excluir por entero lo relativo para llegar a una formulación de las Leyes Físicas que no dependen en forma alguna de las circunstancias del observador. El nombre de “Teoría de la Relatividad” se halla en conexión con el HECHO DE QUE EL MOVIMIENTO aparece siempre como un “Movimiento Relativo” de un objeto a otro. Alberto Domínguez García Es común creer que la Teoría de la Relatividad demuestra que el espacio absoluto NO EXISTE. Esto no es exacto. Lo que la relatividad afirma son otras cosas: a. NO EXISTE EVIDENCIA EMPIRICA del movimiento absoluto, y en consecuencia este concepto NO PUEDE formar parte de una teoría de Principios cuya base es empírica. b. Es posible efectuar una descripción del movimiento de los cuerpos en condiciones de equivalencia para los distintos observadores inerciales, CON TOTAL OMISIÓN DEL CONCEPTO DE ESPACIO ASBOLUTO. c. La nueva descripción ajustada a los hechos y a nuestros criterios operacionales de medición, implica una revisión de los conceptos de “espacio “ y “tiempo”. Dr. Alberto Domínguez García INTRODUCCIÓN ONDAS ¿Qué es una onda? Es una perturbación de alguna propiedad de un medio, que se propaga a través del espacio transportando energía El medio perturbado puede ser de naturaleza diversa como aire, agua, un trozo de metal o el vacío ¿Qué parámetros definen una onda? ¿Qué parámetros definen una onda? LONGITUD DE ONDA () Distancia entre dos puntos cuyo estado de movimiento es idéntico, como por ejemplo crestas o valles adyacentes. A AMPLITUD (A) Es el valor máximo que adquiere una variable en un fenómeno oscilatorio PERIODO (T) Es el tiempo empleado por cada partícula en una oscilación completa (en segundos). FRECUENCIA (f) Número de repeticiones de cualquier fenómeno o suceso periódico en una unidad de tiempo. 1 f Hz T ¿Cómo se clasifican las ondas? Según el medio en que se propagan Según la dirección de la perturbación Ondas mecánicas: Necesitan medio de propagación Ondas electromagnéticas: No necesitan medio de propagación Ondas longitudinales: Movimiento de las partículas producido por la perturbación es paralelo a la dirección de propagación de la onda Ondas transversales: Las partículas se mueven perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. Ondas electromagnéticas • Son una forma de propagación de energía a través del espacio sin necesidad de un medio material. • Tienen un espectro muy amplio, desde las microondas hasta los rayos X y , pasando por la luz visible (ejemplo los rayos X son radiaciones electromagnéticas de alta frecuencia, energías mayores a 1 keV). Algunas propiedades de las ondas electromagnéticas • No tienen masa • No tienen carga eléctrica • Viajan a la velocidad de la luz • Tienen energías diferentes y mensurables (frecuencias y longitud de onda) Las ondas electromagnéticas consisten en la propagación de una doble vibración: de un campo eléctrico (E) y de un campo magnético (H). Estas 2 vibraciones están en fase, tienen direcciones perpendiculares, y se propagan en el vacío a una rapidez aproximada de 3x108 m/s según una dirección perpendicular a los planos de vibración c f c =Velocidad de la luz = Longitud de onda = Período f = Frecuencia ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO MIL MILLONES UN BILLON 103 km m cm 10 eV 1 keV 100 keV 10 MeV 1.000 MeV
