Física moderna (I) – Física

«Hola, ¿que tal están? En los post de esta serie, iré explicando los diversos temas que aborda la física preuniversitaria; con el fin de ayudar a los estudiantes con ganas de «comerse el mundo», o de enseñar cosas a los más curiosos. Espero que se diviertan mucho con el tema. No duden en dejar comentarios si es necesario».

1. Física relativista

1.1 Los dos postulados de Einstein

Para empezar a hablar sobre este tema, ¿qué mejor manera que empezar con los dos postulados de Einstein? Como dato curioso, resaltar que ambos dos no le valieron para ganar el Nobel, sino, lo consiguió debido a su interpretación del efecto fotoeléctrico en el año 1905.

Personalmente me resultan fascinantes, y creo que todo el mundo los debería saber :).

Primer postulado

-Las leyes de la física pueden expresarse mediante ecuaciones que poseen la misma forma, en todos los sistemas de referencia que se mueven a una velocidad constante los unos de los otros. Dichos sistemas, son conocidos como inerciales.

Esto es lo mismo, que considerar que en la física no existe un sistema de referencia absoluto; no hay observadores privilegiados de sucesos.

Ejemplo: Imaginemos que estamos en un parque, y se acerca hacia nosotros un tipo volando con un sombrero con hélices; algo así como un gorrocóptero. Nosotros, estaríamos seguros que estamos en reposo, y que el que se mueve es el peculiar sujeto que tenemos delante.

Sin embargo, si eliminásemos todos los elementos del paisaje -los árboles, las bancas, los viejitos, los niños-, y fuese casi todo oscuro; salvo el sujeto y nosotros, ninguno de los dos podría afirmar quién se está moviendo realmente. Es ahí, cuando se cumple el primer postulado de la relatividad de Einstein. ¿Fácil de entender, verdad?

Otro ejemplo más normal, serían los trenes modernos; esos que no hacen ruidos al moverse. Si nos subimos a uno, y da la casualidad de que nos toca la ventanilla, podríamos ser testigos del primer postulado. ¿Cómo?

Si somos un poco curiosos, y vemos a través de la ventanilla, existe la posibilidad de que haya un tren al lado del nuestro. En el momento en el que empieze a moverse uno de los dos, nosotros no sabremos quién es el que realmente se mueve. Un ejemplo más claro, quizás.

Segundo postulado

-El valor de la velocidad de la luz en el vacío es absoluta -3 x 10^8 m/s- , independientemente de quién la mida, y si la fuente luminosa se mueve. La velocidad de la luz es absoluta.

La consecuencia directa del segundo postulado, fue el cambio experimentado en el concepto de simultaneidad entre sucesos. Solo es posible tener constancia de que dos sucesos ocurren a la vez, a través de la información visual, que viaja a la velocidad de la luz que no es infinita.

Dos sucesos que son simultáneos para un observador, pueden no serlo para otro. Véamos una muy buena explicación de esto: