Física clásica

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La física clásica es suficientemente adecuada para solventar la mayor parte de problemas técnicos humanos, así como para explicar la estructura general del sistema solar y el universo. Sin embargo, ofrece respuestas parciales e insatisfactorias a ciertos problemas cosmológicos.

Se denomina física clásica a la física basada en los principios previos a la aparición de la mecánica cuántica. Incluye el estudio del electromagnetismo, la óptica, la mecánica y dinámica de fluidos, entre otras. La física clásica se considera determinista (aunque no necesariamente computable o computacionalmente predecible), en el sentido de que el estado de un sistema cerrado en el futuro depende exclusivamente del estado del sistema en el momento actual.

Algunas veces, se reserva la frase nominal "física clásica" para la física prerrelativista. Sin embargo, desde el punto de vista teórico la teoría de la relatividad introduce supuestos menos radicales que los que subyacen en la teoría cuántica. Por esa razón resulta conveniente desde un punto de vista metodológico considerar en conjunto las teorías físicas no-cuánticas.

Clasificación[editar]

El estudio de la física clásica incluye:

En las ecuaciones matemáticas de la física clásica no aparece la constante de Planck.

Asunciones básicas[editar]

Aunque la mecánica clásica y la mecánica relativista difieren en algunos aspectos, aun así comparten entre sí algunas asunciones básicas que no son aplicables a la mecánica cuántica:

  • Objetividad de las magnitudes físicas, según la cual magnitudes como la posición, el momento lineal, la velocidad, el momento angular, etc. preexisten con independencia del observador y para cada instante del tiempo tienen un valor bien definido (aunque no necesariamente igual para todos los observadores). Esto contrasta con algunas interpretaciones de la mecánica cuántica que rechazan la objetividad tal como aquí se ha definido.
  • Determinismo de la evolución temporal del sistema, que implica que los valores de las magnitudes físicas del sistema satisfacen ecuaciones diferenciales bien definidas, de tal manera que conocidos los valores iniciales puede predecirse el valor de dichas magnitudes en el futuro a partir de las ecuaciones diferenciales. Esto también contrasta con la mecánica cuántica que concede un papel a la evolución no determinista: tras una medida se produce un colapso de la función de onda hacia un estado compatible con la medida de manera no determinista, aunque en este proceso las probabilidades de los posibles estados finales están fijadas, no lo está el estado concreto al que se llegará.

Límite de validez[editar]

Representación de un átomo de helio, la física clásica no puede explicar adecuadamente la existencia de átomos estables, de acuerdo con sus predicciones los electrones "orbitantes" deberían colapsar sobre el núcleo tras un breve período.

En la inmensa mayoría de aplicaciones prácticas del mundo macroscópico no hay restricciones de la aplicación de la física clásica y sus principios, ya que son muy pocos los sistemas que realmente requieren un tratamiento cuántico o relativista. Sin embargo, al tratar con átomos aislados o moléculas, las leyes de la Física clásica no describen correctamente esos sistemas. Incluso la teoría clásica de la radiación electromagnética es, de alguna manera, limitada en su capacidad de proveer descripciones correctas, dado que la luz es inherentemente un fenómeno cuántico. Al contrario que la física cuántica, la clásica se caracteriza, generalmente, por un principio de completo determinismo.

El paradigma actual principal de la física es que las leyes fundamentales de la naturaleza son las leyes de la física cuántica y la teoría clásica es la aplicación de las leyes cuánticas al mundo macroscópico. Aunque en la actualidad esta teoría es más asumida que probada, uno de los campos de investigación más activos es la correspondencia clásica-cuántica. Este campo de la investigación se centra en descubrir cómo las leyes de la física cuántica producen física clásica en el límite del mundo macroscópico.

Enlaces externos[editar]