FIsica Moderna
Enviado por chitomaloxd • 24 de Noviembre de 2012 • 2.954 Palabras (12 Páginas) • 544 Visitas
Capítulo 1
Espacio tiempo
1.1. Conceptos.
Los conceptos de espacio y tiempo son centrales en todas las teorías de
la Física. Aunque no se haya explicado aún de que se trata una teoría de la
Física, adelantemos que ellas tratan con cantidades físicas.
Existen conceptos físicos, algunos primarios y otros derivados de los anteriores,
los cuales, aunque sean definidos en forma vaga, dan origen a las
cantidades Físicas cuando se establece un método para asignarle un valor
numérico al concepto. Este proceso, llamado definición operacional de una
cantidad física, elimina las ambigüedades presentes en la definición del concepto,
pues al seguir ese procedimiento, todos estaremos de acuerdo en el
valor numérico de la cantidad física. Como explicaremos más adelante ello es
relativo a la unidad de medida de la respectiva cantidad física.
Claramente este es el caso respecto a los conceptos de espacio y tiempo.
Tenemos nociones intuitivas, difícilmente expresables sin ser circulares
(basadas en ellas mismas) y difícilmente coincidentes.
El tiempo tiene que ver con aspectos tales como: el fenómeno A ocurre
antes o después que el fenómeno B, o quizás simultáneamente. O bien que
un proceso duró más o menos que otro. La cantidad física tiempo se define
operacionalmente estableciendo valores numéricos ya sea relacionados con la
ocurrencia de los sucesos, o con la duración de un proceso. Tal procedimiento
debe involucrar un método experimental bien definido.
Similarmente ocurre lo mismo con el concepto de espacio. Tenemos clara
2 Espacio tiempo
intuición del significado de estar cerca o lejos. De la proximidad o la lejanía.
Del mismo modo la cantidad física básica, relacionada con el concepto de
espacio, la distancia, debe ser definida operacionalmente, terminándose allí
las ambigüedades que pudieran existir.
De esto trata el capítulo sobre métodos experimentales. Sin embargo queremos
decir algo más aquí. Si tal proceso no es posible (la definición operacional),
no es posible tratar en física con ese concepto.
Nota 1.1 Si usted ha leído algo sobre mecánica cuántica. esta nota puede
ser de su interés. La concepción de la existencia de un valor verdadero (exacto)
puede ser discutida por quienes mal interpretan la mecánica cuántica
(juicio del autor). La asignación de un número debe ser posible, al menos
en principio, exacta. Es decir no se aceptan cantidades físicas definidas con
incerteza. Esto parece contradictorio con la existencia de errores en los procesos
de medición o bien con incertezas predichas por la mecánica cuántica.
No es así. Creemos en la existencia de lo que se denomina “valor verdadero”
tanto en las cantidades físicas del mundo microscópico como en las del mundo
macroscópico. Otro problema es determinar ese valor. La teoría de errores
clásica trata justamente de eso, y precisamente bajo la hipótesis de que existe
un valor verdadero. Por otro lado, las incerteza intrínsecas de la mecánica
cuántica no tienen que ver con el proceso de medición (el cual puede y en
la teoría es exacto) sino que tiene que ver con la perdida de la capacidad de
predicción de los resultados que ocurren en el futuro. La pérdida del determinismo.
Así, podemos no saber que resultado de la energía va a resultar si la
medimos, pero podemos medirla en forma exacta. Si no fuera así la pregunta
es ¿qué diablos es la energía?
En Física clásica por hipótesis el tiempo transcurre de la misma forma
para todos los observadores, independientemente de su estado de movimiento,
es decir el tiempo es una cantidad física absoluta. Sin embargo es necesario
decir, que tal concepción ha cambiado. Desde la aceptación de la teoría de la
relatividad, el tiempo es una cantidad física relativa al estado de movimiento
del observador. O sea si para un observador el lapso de tiempo que transcurre
entre dos eventos que ocurren en un determinado sistema de referencia es un
determinado valor, ese valor es diferente para otros observadores. De hecho
el observador que está en el sistema de referencia donde ocurren los eventos,
es quien determina el menor valor para el intervalo de tiempo.
1.2 Unidades. 3
1.2. Unidades.
La cantidades físicas reciben valores numéricos relativos a la unidad de
ella. Así, la unidad de tiempo, el segundo en el sistema internacional de
unidades (SI) se define como
Definicion 1.2.1 Un segundo es el tiempo que requiere un átomo de Cesio
133 para realizar 9.192.631.770 vibraciones, correspondientes
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