ESCUELA DE CIENCIAS SOCIALES Y HUMANIDADES CUARTA VIDEOCONFERENCIA ESTUDIOS GENERALES CUARTA VIDEOCONFERENCIA La unificación de teorías en el siglo XX – Desarrollo de la ciencia en Costa Rica

Desarrollo de la ciencia hasta el siglo XX La luz: ¿Onda o partícula? Newton, Huygens y Grimaldi y Young acerca de la luz. Movimiento de la luz en el tiempo. Longitud y frecuencia en la teoría ondulatoria. De la luz y la electricidad al electromagnetismo. Aportes más significativos en el estudio de la luz y el electromagnetismo. Descubrimiento de los rayos X y la radiactividad. Desarrollo de la ciencia en Costa Rica.

El ámbar y la electricidad Es una piedra preciosa compuesta de resina vegetal fosilizada. El nombre en griego para el ámbar es "elektron" (ἤλεκτρον) Sus propiedades magnéticas se conocían desde la antigüedad.

El ámbar y la electricidad Al frotarlo adquiere el efecto de atraer pedazos de lana, pequeñas plumas y otros objetos. Lo que luego se llamó "electricidad“ se conocía desde la antigüedad en fenómenos observables como rayos, anguilas y metales.

El ámbar y la electricidad William Gilbert en 1600 llamó “electricidad” a la propiedad de atracción que adquieren ciertas sustancias mediante la fricción. Llamó “eléctricas” a esas sustancias. En el siglo XIX se llega a esta conclusión: así como la materia está compuesta de partículas atómicas, la electricidad está compuesta de electrones. Se pensó que los “electrones” eran las partículas constitutivas de las sustancias eléctricas.

Experimentos con la electricidad en el siglo XIX Elektrón significa “ámbar”: savia fosilizada que tiene propiedad de atracción sobre objetos. Electricidad: fenómeno físico observable en descargas de rayos y sustancias químicas y biológicas (el ámbar, imanes, anguilas. etc.). Siglo XIX: se denominan “electrones” a las partículas que componen la electricidad (así como “átomos” eran las partículas que componen la materia). Ideas sobre átomos y electrones convergen (constituyentes de sustancias) y empieza a verse los electrones como partículas que más bien componen átomos: partículas subatómicas.

¿Qué es la luz? Rayo de luz solar Luz: energía o radiación electro magnética Se propaga en línea recta a una velocidad de 299.792.458 metros por segundo. Es un flujo formado por fotones (Fotón: del griego φῶς, φωτός, que significa luz): partículas o corpúsculos sin carga ni masa que portan energía electro magnética This is a featured picture on Wikimedia Commons (Featured pictures) http://commons.wikimedia.org/wiki/File:USA_Antelope-Canyon.jpg#

La luz: ¿onda o partícula? En la historia de la ciencia, la luz (energía electro magnética perceptible por el ojo humano) fue entendida de dos maneras: 1) como conjunto de cuerpos o partículas (teoría corpuscular), y 2) como onda (teoría ondulatoria) . 1) Teoría corpuscular de la luz de Isaac Newton (1643-1727) La luz (partículas de materia, sin carga ni masa, llamadas fotones) se mueve en el espacio en una sola dirección; si encuentra obstáculos, se detiene o rebota.

La luz: ¿onda o partícula? 2) Teoría ondulatoria de la luz de Francesco Grimaldi (1618-1663) La luz es una ondulación electromagnética que se mueve en el espacio, y si encuentra obstáculos, los rodea sin detenerse. «Es muy difícil contestar a la pregunta de si la luz es una partícula o una onda por la razón de que a veces se comporta como partícula y a veces como onda, por extraño que parezca.»

La teoría ondulatoria de la luz de Christiaan Huygens En 1678, Huygens afirmó que la luz se comporta como una ola que se mueve por el mar. Las ondas de luz se desplazan por el universo a través del éter: elemento de ínfima densidad, que llena el universo. En un medio más denso, las ondas de luz se desplazan más lentamente. Por tanto, en el universo, la luz viaja a mayor velocidad que en la tierra, pero no a velocidad infinita, como se suponía hasta entonces.

La explicación del movimiento ondulatorio de la luz en el espacio presupone la existencia del éter

El movimiento de la luz en el tiempo En un segundo la luz recorre 299 792 458 metros. La luz solar tarda aproximadamente 8 minutos 19 segundos en llegar a la Tierra

El movimiento de la luz en el tiempo Hasta 1887 se sostuvo que la velocidad de la luz variaba, si se propagaba en un medio terrestre (más lenta), o en el universo formado por éter (más rápida). Albert Michelson y Eduard Morley demostraron que el éter no existía, por lo cual la velocidad de la luz en el espacio libre es la misma en todas partes, independiente de cualquier movimiento de la fuente o del observador.

La luz: ¿onda o partícula? En 1801, Thomas Young, con el experimento de la doble rendija, demostró la naturaleza ondulatoria de la luz. Si la luz consistiera en partículas o corpúsculos, al atravesar dos rendijas paralelas proyectaría dos franjas de luz semejantes a las rendijas Si la luz consistiera en ondas, al atravesar dos rendijas paralelas proyectaría una serie de franjas oscuras y luminosas, como finalmente demostró el experimento. La luz tiene un comportamiento dual: onda y partícula. Es partícula que se comporta como onda

De la luz y la electricidad al electromagnetismo: unificación de teorías FUERZA: Cantidad de energía empleada en la realización de un trabajo (mover un objeto). Intercambio energético entre dos partículas o sistemas de partículas del que se sigue el movimiento. Hasta fines del siglo XIX se pensaba que las fuerzas básicas del universo eran: luz, electricidad, magnetismo, gravedad, vida, calor. Hoy se habla de cuatro fuerzas básicas: gravitatoria, electromagnética, nuclear fuerte, nuclear débil. A partir de los estudios de Michael Faraday sobre el magnetismo, se unificaron en una sola fuerza (electromagnetismo) la luz, la electricidad, el magnetismo y el calor.

De la luz y la electricidad al electromagnetismo Magnetismo: fenómeno físico consistente en que ciertos materiales (P.ej. la magnetita o piedra imán: mineral de hierro) ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Su nombre se deriva de la ciudad griega de Magnesia, donde se encontraron yacimientos minerales magnetita.

De la luz y la electricidad al electromagnetismo Antiguas observaciones relacionaban la electricidad y la luz en fenómenos naturales como rayos y relámpagos. Tales de Mileto (S. VI a.C.) notó que el ámbar atraía ciertos objetos después de frotarlo, como si fuera un imán.

De la luz y la electricidad al electromagnetismo ¿Qué relación hay entre electricidad y magnetismo? Electricidad y magnetismo son fuerzas (cantidades de energía que pueden mover cuerpos en el espacio) “Campo” es el espacio en el que se despliega una fuerza. El concepto se introdujo para explicar la acción de las fuerzas de gravedad (campo gravitatorio), eléctrica (campo eléctrico) y magnética (campo magnético). Faraday: un campo magnético puede generar un campo eléctrico, y viceversa

De la luz y la electricidad al electromagnetismo Experimentando con imanes, Michael Faraday descubrió en 1831 que un campo magnético puede inducir una corriente eléctrica (diseño del primer generador eléctrico).

De la luz y la electricidad al electromagnetismo Unificación de la luz, la electricidad y el magnetismo en una sola teoría: electromagnetismo: James Clerk Maxwell, seguidor de Faraday, concluye en 1862 que la luz consiste en ondas u ondulaciones transversales del mismo medio que es la causa del magnetismo y de la electricidad.

De la luz y la electricidad al electromagnetismo Maxwell predijo que se descubrirían otras clases de onda y líneas de fuerza, con longitudes y frecuencias diferentes. Heinrich Rudolph Hertz descubrió las ondas de radio en 1888. Las ondas hertzianas son ondas electromagnéticas que se propagan en el espacio libre, o a través de líneas de transmisión, como antenas o cables coaxiales.

Longitud y frecuencia de las ondas electromagnéticas La propagación de energía electro magnética en el espacio se da a través de ondas. La distancia entre cada onda se llama frecuencia, el tamaño de cada onda se llama longitud o amplitud. La unidad básica para medir la distancia entre cada onda se mide en Hertz o Hertzio. Los Hertz son la unidad básica para medir la frecuencia de una onda de energía que se propaga a través del aire.

Luz y espectros Del latín spectrum: imagen, figura, representación La dispersión visible o perceptible de un conjunto de radiaciones, sonidos, y en general, fenómenos ondulatorios. El espectro electromagnético: la distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas. El conjunto de estas ondas según se despliegan en sus campos o espacios (magnético y eléctrico).

¿Cuáles son las ondas del espectro electromagnético? Radiofrecuencia Infrarrojo Luz visible Ultravioleta Microondas Rayos X Rayos gamma Ondas por descubrirse

Luz y espectros  Espectroscopía: estudia el mecanismo por el cual la materia emite y absorbe radiación electromagmética.  Su objeto de estudio son los cuerpos radiantes.

Luz y espectros  Etimológicamente (“ver el espectro”) es el intento de percibir y registrar el espectro electromagnético (conjunto de radiaciones ondulatorias) del cuerpo radiante.  Ejemplos: Determinar la estructura interna o la temperatura de estrellas, la composición o la dinámica un una reacción química, la identificación de átomos o moléculas por medio de sus espectrost

Universalidad - Particularidad Del conocimiento científico De su fomento y desarrollo El caso de Costa Rica

De principios del s. XIX hasta la Reforma Universitaria de 1956 Incorporación tardía pero desarrollo comparativamente veloz Rafael Francisco Osejo (Nicaragua, 1790 – 1848), rector de la Casa de Enseñanza de Santo Tomás (1814-1815) Autor de Brebes lecciones de arismética (1830) y Lecciones de geografía en forma de catecismo (1833) Primeras publicaciones científicas en Costa Rica José María Castro Madriz (1818-1892) inaugura la Universidad de Santo Tomás en 1843 (antigua Casa de Enseñanza)

"Triste del país que no toma a las ciencias por guía en sus empresas y trabajos. Se quedará postergado, vendrá a ser tributario de los demás y su ruina será infalible, porque en la situación actual de las sociedades modernas, la que emplea más sagacidad y saber, debe obtener ventajas seguras sobre las otras."

Etapas en la historia de la universidad en Costa Rica 1843-1850: iniciación universitaria; 1850-1874: amplificación y maduración, 1874-1888 : reducción de pretensiones universitarias, y 1888-: supresión de la Universidad como institución, pero con continuación de la facultad de derecho y creación posterior de otras facultades, en particular farmacia y agronomía.

CUARTA VIDEOCONFERENCIA La Ciencia en su Historia Conclusión