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[boletincientec] Dia de la Fisica, UNA- Historia global y local



Boletín CIENTEC, junio 2005                             San José, Costa Rica

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Discurso del Prof. Juan C. Maury F.
Director del Departamento de Física de la Universidad Nacional
con motivo de la inauguración del
Día del Físico -7 de junio de 2005.

 
Estimado público:

En el siglo XVII la invención de instrumentos ópticos y su aplicación amplió bastante las fronteras de la observación astronómica, disponiéndose así de gran cantidad de datos. El método experimental permitió la formulación de las primeras leyes del movimiento por parte de Galileo. Se hicieron las primeras indagaciones científicas sobre la gravedad. La matemática usada fue provista principalmente por Descartes, Leibnitz y Newton.

Durante dieciocho meses, entre 1665 y 1666 Newton experimentó tal iluminación genial que en ese lapso inventó el cálculo, descubrió las leyes del movimiento y explicó cómo trabaja la gravedad. Por cierto: no faltó entonces quien criticara que se estudiara cosas de tan escasa aplicación inmediata, como la gravitación, pues lejos estaban de imaginarse las aplicaciones que tienen ahora los satélites artificiales. 

La importante cooperación entre la matemática, la física y la geodesia fue realmente estimulante en los siglos XVIII y XIX. Las mejores mentes de la época prestaron su aporte, y entre ellas las más conocidas son Legendre, Gauss, Riemann, Hamilton y Poincaré.

La física newtoniana parecía invencible. Todavía en el siglo XIX las teorías  (y sobre todo los experimentos) con otras fuerzas (atracción o repulsión de objetos frotados o de ciertos metales por imanes) que se estudiaban separadamente no parecían contradecir el punto de vista de Newton. Entonces Maxwell, otro gran físico, esta vez trabajando teóricamente y utilizando el gran poder de las matemáticas, llegó a unificar en un conjunto de ecuaciones el conocimiento empírico sobre la electricidad y el magnetismo, y sus ecuaciones predijeron que la óptica sería parte del electromagnetismo, pues la luz no era más que una cadena de campos eléctricos que se convertían en campos magnéticos sincronizadamente y viceversa. 

A principios del siglo XX el esquema newtoniano es derrotado. Einstein consideró el movimiento relativo uniforme de los observadores y sus consecuencias en los enunciados físicos. Tal cosa hizo en su teoría de la Relatividad Especial, donde también unificó el tiempo con el espacio y la materia con la energía, en 1905. En la teoría de la gravedad de Newton no se hace mención de la velocidad de la luz, por lo que se necesitaba una nueva teoría. Einstein propone la teoría de la Relatividad General en 1915, y en la cual la gravedad es la consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo por la materia-energía.

La Relatividad General se relaciona con el universo y los movimientos cósmicos de las galaxias. Ni la física newtoniana ni la relatividad pueden contestar preguntas sobre el mundo microscópico. A finales del siglo XIX surgieron problemas experimentales que no pudieron resolverse con la física conocida. ¿Por qué una barra de hierro al calentarse se funde y torna roja, amarilla, blanca, ...? La solución teórica la encontró el físico Max Planck en el año 1900 por medio de una treta matemática que le permitíó formular una ecuación que concordaba perfectamente con los datos experimentales. Tal treta implicaba que la energía transmitida (en la radiación EM) al objeto calentado tenía naturaleza granular. En el año 1905 Einstein también pudo explicar el efecto fotoeléctrico utilizando paquetes (cuantos) de energía. Una aplicación del efecto fotoeléctrico está en las cámaras de televisión. 

Así vemos que la luz tiene carácter de onda y de partícula (carácter dual). En 1923, el físico Louis de Broglie estableció que las partículas de materia, como el electrón también tenían carácter dual. En 1926 el físico Erwin Schroedinger inventó la ecuación que describe el comportamiento de los sistemas microscópicos, convirtiendo la mecánica cuántica en un instrumento tan poderoso, que toda la química podría ser reducida a un conjunto de ecuaciones si tuviéramos la computadora capaz de resolverlas. La ecuación de Schroedinger permite explicar la conductividad, la invención del transistor que se usa en electrónica moderna y en tecnología de computadoras, la semiconductividad, el laser, etc. El gran éxito de la mecánica cuántica ha alterado los fundamentos de la medicina, de la industria y del comercio. 

LAS RAICES

El fraile Dr. José Antonio de Liendo y Goicoechea (1735-1814), costarricense, trabajó en la difusión de la física y fue profesor en la Universidad de San Carlos en Guatemala. Puede considerarse el primer científico centroamericano.

Durante la colonia reinaba el peor analfabetismo, y prácticamente las mujeres no desarrollaban su intelecto.  En 1843 se fundó la Universidad de Santo Tomás, que contaba con una facultad de Ciencias, Matemática y Física y había una carrera de ingeniería. La universidad fue clausurada en 1888, so pretexto de fortalecer la educación primaria y la secundaria. 

Simultáneamente surjen los principales colegios de secundaria, Colegio San Luis Gonzaga (1867), Liceo de C.R. (1887), Colegio de Señoritas (1888) que contaban con modernos planes de estudios, pero no lograron encausar la enseñanza de las ciencias para influenciar los medios de producción de la época.

En 1940 se funda la Universidad de Costa Rica. Las nuevas carreras de ciencias e ingeniería requerían de buenos cursos de física a nivel universitario; para satisfacer ese requerimiento se contrataban ingenieros, y posteriormente se trajeron físicos extranjeros que comenzaron a inculcar el interés en la física por sí misma. Dentro de la reforma de Rodrigo Facio en 1957 se creó el departamento de Física y Matemática, en 1967 existía profesorado y bachillerato en matemática, lo mismo que en física, con énfasis en meteorología o electrónica. y en 1972 se separan la escuela de Física y la escuela de Matemática. 

El origen del Departamento de Física de la Universidad Nacional (UNA) se remonta al año 1973, cuando se comisiona a varios académicos para que fundamentaran nuevas Facultades en su propuesta de creación de la Universidad Nacional. Con el Decreto de creación de la UNA en 1974 se forma la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales con cuatro departamentos de ciencias básicas: Física, Biología, Química y Matemática. 

El Departamento de Física en sus más de treinta años de existencia ha realizado actividades de investigación, producción, extensión y docencia de las cuales han surgido secciones de gran importancia dentro del mismo. Esto ha permitido que el Departamento de Física llegue a la comunidad nacional, internacional y universitaria.

El Departamento de Física tiene como misión contribuir a la formación de profesionales en diversas áreas de las ciencias y a la formación continua de profesionales en servicio, mediante una oferta docente en concordancia con el perfil profesional y con las necesidades del país. La investigación, la extensión y la producción van dirigidas a generar conocimiento en Física y sus aplicaciones, a dar solución a problemas y potenciar el desarrollo integral de la sociedad y a contribuir al desarrollo intelectual y profesional de los miembros de la sociedad.
 

LAS SECCIONES O ÁREAS DEL DEPARTAMENTO SON:

-Energía Solar
-Oceanografía
-Materiales. 
-Enseñanza de la Física
LOS PROYECTOS ACTUALES DEL DEPARTAMENTO SON:
  • Operación Estación Terrena de LAOCOS Opera y mantiene la estación rastreadora de satélites, recibe imágenes diarias de los satélites NOAA y Orbview
  • Servicio Regional de Información Oceanográfica
  • Olimpiadas Costarricenses de Física
  • Desarrollo de Modelos Industriales de Filtros de Zeolitas para el Tratamiento de Aguas Residuales
  • Caracterización de Materiales Poliméricos y Compuestos.
  • ronmac/labcodat La Red de Observación  a  Nivel  del  Mar  para América Central  /  Laboratorio del  Control  de  Calidad  de  Datos 
  • Instituto Internacional de Océano (IOI)
  • Cálculo y Mapeo de la Radiación Solar Directa y Difusa en Costa Rica
  • Succión de Ekman por Vientos Paralelos a la Costa en el Golfo de Papagayo


AÑO MUNDIAL DE LA FISICA
En este año 2005 se cumple un siglo del año más destacado en la destacada vida de A. Einstein. En ese año experimentó tal iluminación que presentó cinco publicaciones sin comparación por el impacto que tuvieron en la sociedad y en la ciencia. Su explicación del efecto fotoeléctrico le valió ganar el premio Nobel de física en 1921, explicó el movimiento browniano y generó la teoría especial de la relatividad. Durante el pasado siglo veinte, Einstein fue el representante, la cara más conocida de la física. De ningún científico se han tomado más fotografías y su rostro es el que más aparece en revistas, carteles, camisetas, ... , etc. Es más que un ícono de la cultura pop. Existen personas que no conocen ninguna fórmula  física, pero todas conocen E = mc2. 


Prof. Juan C. Maury F. Director del Departamento de Física de la Universidad Nacional


Todos los proyectos de investigación y desarrollo de la Escuela de Física expusieron sus programas y alcances. CIENTEC estuvo presente con su campaña del Año Mundial de la Física y el Concurso Nacional de Ensayo Científico para adolescentes.
 


Grupos de estudiantes de secundaria visitaron las exposiciones y asistieron a las conferencias.
 


Se expuso una Estación Marino Meteorológica de la Red de Observación del Nivel del Mar en América Central.


Daniel Ballestero y Alejandro Gutiérrez dedican parte de sus esfuerzos a la exploración del océano y sus efectos en el clima.

Se expusieron instrumentos como este del proyecto ARGO, que será sumergido en el Océano Pacífico, cerca de la costa del Golfo de Papagayo, para investigar las corrientes marinas, sus movimientos, salinidad y temperatura.


El departamento de Energía Solar realizó exposiciones y conferencias y hasta rifó un horno solar entre los participantes.


Diferentes calentadores solares fueron expuestos.


Una bomba solar junto a la Casa Solar que presenta lo último en estas tecnologías.

La celebración del Año Mundial pretende:

  • Hacer llegar el público información del estado actual de la física,
  • de sus crecientes relaciones con la química, con la biología, con el desarrollo de nuevos materiales, con la nanotecnología, con la cosmología, con la unificación de las interacciones fundamentales.
  • Tratar de que dicha información llegue de manera entretenida al gran público,
  • y captar la atención de los estudiantes.
Como parte de las celebraciones del Año Mundial de la Física, se ha organizado este "Día del Físico" con exposiciones, atención al público, charlas y visitas a los centros de investigación.
 
 

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MAS RECURSOS

PROGRAMA PARA ADOLESCENTES

VII Concurso Nacional de Ensayo Científico
para jóvenes entre 13 y 18 años
http://www.cientec.or.cr/concurso2/index.html

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 http://www.cientec.or.cr
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          Tel:(506) 233-7701 ó 258-3583, Fax:(506) 255-2182
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