Pioneros y Descubrimientos Fundamentales: Del Siglo XVII a la Estructura Atómica

El Siglo XVII: Fundamentos de la Ciencia Moderna

Grandes Figuras y Aportaciones

Willebrord Snellius (Snell)

• Formulación de la Ley de Snell (Ley de los Senos) para la refracción.
• Se le atribuye la fundación de la Geodesia.
• Realizó la primera medida del grado del arco de meridiano, ganándose el apodo de *'Eratóstenes Holandés'*.

Pierre de Fermat

• Desarrolló el Principio de Fermat (óptica).
• Iniciador de la Teoría de la Probabilidad (junto a Pascal).
• Cofundador de la Geometría Analítica (junto a Descartes).

Otto von Guericke

• Fabricó la bomba de vacío y experimentó con ella (uno de los inventos más importantes del siglo).
• Famoso por el experimento de las Semisferas de Magdeburgo, demostrando la fuerza de la presión atmosférica y promoviendo un cambio de visión sobre el vacío.

Evangelista Torricelli

• Realizó la primera medida de la presión atmosférica e inventó el barómetro.
• Su trabajo supuso una ruptura con la física aristotélica.
• Formuló la ley empírica conocida como el Teorema de Torricelli (hidrodinámica).

Blaise Pascal

• Estudió el problema del vacío y la presión en función de la altura.
• Inventó la Pascalina (calculadora mecánica).
• Contribuyó a la Teoría de la Probabilidad y la inducción.
• Abordó el concepto del *'horror vacui'* (miedo al vacío), pero más tarde aceptó la existencia del vacío.

Robert Boyle

• Químico y físico, formuló la Ley de Boyle (relación presión-volumen de los gases).
• Considerado el primer químico moderno, enfatizando la observación y experimentación.
• Defendía una visión mecanicista de la naturaleza (*mecanismo de reloj*).
• Obra clave: *'El Químico Escéptico'*, donde argumentó contra la teoría de los cuatro elementos antiguos y propuso que la materia está compuesta por átomos.
• Realizó numerosos experimentos con la bomba de vacío, documentados en su libro *'Los Nuevos Experimentos'*.

Christiaan Huygens

• Gran astrónomo y óptico neerlandés.
• Descubrió satélites de Saturno y explicó sus anillos.
• Estudió el péndulo (aplicado a la corrección de relojes).
• Propuso la Teoría Ondulatoria de la Luz.
• Construyó telescopios sin tubo de gran calidad.

Robert Hooke

• Erudito, brillante inventor y genio de la Mecánica.
• Estudió las propiedades elásticas de gases y sólidos (Ley de Hooke) y la dilatación de cuerpos.
• Sugirió que el movimiento de los astros se regía por una fuerza inversamente proporcional al cuadrado de la distancia (1/r²).
• Libro fundamental: *'Micrographia'* (1665), un hito que abrió paso al mundo moderno de la biología microscópica.
• Realizó observaciones detalladas bajo el microscopio, incluyendo células (término que acuñó), cristales de hielo y fósiles, acompañadas de numerosos dibujos.

El Desarrollo de la Estructura de la Materia (Siglos XIX y XX)

Ámbitos Científicos Clave

Los principales ámbitos científicos que se desarrollaron y convergieron en el estudio de la materia fueron:

• Química (incluyendo la Teoría Cinética de los Gases).
• Estudio de los Rayos X y Rayos Catódicos.
• Descubrimiento de las Partículas Subatómicas y la Radioactividad.
• Movimiento Browniano y Mecánica Estadística.

La Química y las Leyes Estequiométricas

Los estudios de reacciones químicas condujeron al establecimiento de las Leyes Estequiométricas:

• Antoine Lavoisier: Ley de Conservación de la Masa (empírica).
• Joseph Proust: Ley de las Proporciones Definidas.
• Joseph Louis Gay-Lussac: Ley de las Proporciones Volumétricas.
• John Dalton: Propuso el primer modelo atómico completo, describiendo las reacciones químicas como la redistribución de los átomos (un hito en la revolución científica).
• Dmitri Mendeléyev: Creó la Tabla Periódica (empírica), prediciendo propiedades de elementos aún no descubiertos.

La Teoría Cinética de los Gases, que describe el comportamiento de las partículas a nivel microscópico, reforzó la idea de que la materia es discreta.

Descubrimientos de Radiación: Rayos Catódicos y Rayos X

Rayos Catódicos

El estudio de los tubos de descarga fue crucial. Heinrich Geissler comenzó con tubos que emitían luz de diferentes colores al aplicar una descarga eléctrica. Más tarde, William Crookes inventó el tubo de Crookes. Experimentos como la colocación de la cruz de Malta dentro del tubo generaron preguntas fundamentales sobre la naturaleza de lo que viajaba (¿partícula o sombra?).

Rayos X

Wilhelm Röntgen, trabajando con tubos de descarga a altos voltajes, observó que una lámina de platinocianuro de bario brillaba con luz propia. Concluyó que algo invisible salía del tubo, lo que denominó Rayos X. Su artículo seminal se tituló *'On a New Kind of Rays'*.

El Nacimiento de la Física Nuclear: Partículas Subatómicas

A finales del siglo XIX, se consolidó la aceptación de que la materia estaba compuesta por átomos, pero pronto se descubrió que estos no eran indivisibles.

• J.J. Thomson: Estudió la naturaleza de los rayos catódicos y descubrió el electrón (1897), determinando la relación carga/masa (q/m).
• Ernest Rutherford: Descubrió el núcleo atómico y propuso el modelo atómico del sistema solar. También descubrió el protón y la radiación.

El Experimento de la Lámina de Oro

Este experimento, realizado por Rutherford y sus colaboradores, es uno de los más importantes y cruciales en la física, con numerosas implicaciones. Al bombardear una lámina delgada de oro con partículas alfa, se demostró que la mayor parte de la masa del átomo se concentraba en un pequeño núcleo central.

Descubrimiento de Otras Partículas

• James Chadwick: Confirmó la existencia del neutrón (partícula propuesta previamente por Rutherford para explicar la masa faltante en el núcleo).
• Wolfgang Pauli: Propuso la existencia del neutrino para explicar la conservación de la energía en la desintegración beta.