Física Clásica

Se denomina física clásica a la física en la que no aparecen o no se tienen en cuenta los fenómenos relativistas ni cuánticos. Una parte de la física clásica es la mecánica, aunque también existen otras ramas como la óptica, el electromagnetismo, la mecánica estadística y la termodinámica.

Un resumen sobre mecánica clásica

Históricamente se han realizado tres formulaciones principales, que se las debemos a Newton, Lagrange y Hamilton.

La forma o formulación de Newton hace hincapié en la existencia de fuerzas. Conocidas las fuerzas que actúan sobre un sistema se calcula su dinámica. Esto tiene como consecuencia que el primer esfuerzo que el físico realiza para trabajar con este enfoque es realizar un dibujo figurativo del sistema en el que se pintan todas las fuerzas, y luego se aplica la segunda ley con la finalidad de calcular las aceleraciones. Tiene el problema de que si las coordenadas no son cartesianas la forma que toma la segunda ley puede ser complicada, pero en todo caso el protagonista son las fuerzas.

La segunda forma de enfocar la mecánica fue la de Lagrange. No parte del concepto de fuerza, sino del concepto de acción. La acción es la energía involucrada en un proceso físico multiplicada por la cantidad de tiempo, y se descubrió que la acción es mínima en cualquier proceso natural. En clave de humor se le ha llamado a esta ley la «ley de la pereza cósmica», ya que parece que las cosas suceden en el universo de forma que la energía involucrada sea la menor posible, y durante el menor tiempo posible. De este descubrimiento derivó fórmulas para el cálculo de la evolución mecánica de un sistema, y el modelo matemático se denomina mecánica Lagrangiana.

Los conceptos de de acción y acción mínima hoy en día están a la misma altura que la ley de conservación de la energía, y debidamente reformulados, forman parte de las bases de la de la teoría cuántica.

En relación con la tercera descripción de la mecánica clásica, la de Hamilton, parte del deseo de simplificar las ecuaciones de Lagrange. Para ello trabaja intensamente con los cambios de sistemas de coordenadas, consiguiendo un modelo matemático sumamente simétrico, y por tanto bello a los ojos de los físicos, denominado Mecánica Hamiltoniana. Este modelo reinterpreta la acción como una transformación de coordenadas tal que en el nuevo marco el movimiento aparece detenido. Adicionalmente tiene la virtud de que es el nexo de unión entre la mecánica cuántica no relativista y la mecánica clásica, ya que la ecuación de Schrodinger cuando la constante de planck h \to 0 nos lleva a la formulación hamiltoniana.

Todas estas cuestiones están recogidas en la serie de artículos accesibles con el menú. Los temas están presentados en el orden lógico en el que se deben leer. Habría que conocer primero la mecánica de Newton, para adentrarse después en la mecánica de Lagrange. Finalmente la mecánica de Hamilton se ha desarrollado en tres partes ya que contiene muchos resultados teóricos en importantes.

Un resumen sobre electromagnetismo

El electromagnetismo es la teoría que describe los fenómenos que se derivan de la existencia de cargas eléctricas. Se le llama electromagnetismo con una sola palabra para implicar los fenómenos eléctricos y magnéticos, ya que James Clerk Maxwell descubrió que podían identificarse unos con otros, y propuso las ecuaciones que llevan su nombre.  Éstas ecuaciones a nivel de física fundamental e ingeniería son de interés máximo.  Por la parte de la física fundamental porque se trata de la primera teoría nativamente relativista que conocemos.  Por la parte de la ingeniería notemos que todas las máquinas y dispositivos eléctricos (no electrónicos) que usamos hoy en día, se calculan con estas ecuaciones, por ejemplo motores de electrodomésticos y juguetes, coches, trenes,  soldadura, iluminación, turbinas hidroeléctricas y eólicas, tecnología espacial (velas solares, baterías, comunicaciones), telecomunicaciones fijas y móviles, óptica, circuitos eléctricos en general (domicilios, sonido, alta tensión, industria), radio y televisión, electromedicina, imagen médica, electrólisis química, fundición, radar y más.

Dado que este sitio trata más sobre conceptos que sobre estudios profundos en física, se ha dividido la parte de electromagnetismo en tres:  Electrostática para la parte de cargas en reposo, magnetostática para la parte de magnetismo estacionario, y ecuaciones de Maxwell para la unificación electromagnética.  La parte relativista es una reformulación del electromagnetismo dentro del marco teórico de la teoría de la relatividad de Einstein.

En lo tocante a electromagnetismo, el mismo orden que los menús es el adecuado para su lectura: Electrostática, magnetostática, ecuaciones de Maxwell y formulación relativista.

Espero que sea lo que buscas. Como siempre, cualquier sugerencia, comentario o corrección son bienvenidos.