Ramas de la Física

Te explicamos cuáles son las ramas de la física, sus características y las disciplinas que surgen de su interacción con otras ciencias.

¿Cuáles son las ramas de la física?

La física es una disciplina científica perteneciente a las llamadas ciencias naturales o ciencias “puras”, cuyos antecedentes datan desde la antigüedad clásica. Junto a la química y la biología, ha revolucionado de manera profunda el modo en que los seres humanos entendemos y lidiamos con el mundo a nuestro alrededor.

Mientras la química estudia la composición de la materia y la biología a los seres vivientes, la física se dedica al estudio y la descripción científica de las fuerzas fundamentales que rigen el universo. De acuerdo al estudio de cada una de estas fuerzas, y a los puntos en los que el estudio se aproxima al campo de otras ciencias y disciplinas, la física se divide en numerosas ramas o campos, cada una dotada de un nombre y objetivos propios.

Sin embargo, ya que la física es una de las ciencias más antiguas, y dado que otras disciplinas que hoy en día existen no siempre han existido, es común distinguir entre los tres grandes momentos o las tres grandes perspectivas que abarca el estudio de la física. Así, debemos diferenciar primero entre:

• La física clásica. Cuyos antecedentes provienen de la Antigüedad clásica, especialmente de la Antigua Grecia, se centra en el estudio de los fenómenos del universo que presentan una velocidad inferior a la de la luz, y cuyas escalas espaciales son superiores a las del átomo y las moléculas. Sus principios se basan en la mecánica clásica o mecánica newtoniana, ya que Isaac Newton (1642-1727) fue uno de sus grandes pensadores.
• La física moderna. Cuyos inicios datan de finales del siglo XIX y comienzos del XX, ha revolucionado distintos conceptos de la física clásica gracias a los estudios de Max Planck (1858-1947) y a las teorías de Albert Einstein (1879-1955): la Teoría de la relatividad especial y la Teoría de la relatividad general.
• La física contemporánea. La vertiente más novedosa de todas, cuyos comienzos se ubican a finales del siglo XX y comienzos del XXI, se dedica a los sistemas no-lineales, los procesos fuera del equilibrio termodinámico y, en general, las tendencias más vanguardistas y complejas respecto a la descripción del funcionamiento del universo no observable.

Ver también: Ciencias exactas

Ramas de la física

A lo largo de sus tres momentos, la física ha ido acumulando campos de estudio, cada uno de los cuales inaugura o comprende una de las llamadas ramas de la física:

• Mecánica clásica. Centrada en la noción del movimiento a velocidades por debajo de la de la luz y del comportamiento macroscópico de los cuerpos, se caracteriza por considerar el tiempo como una noción invariante y al universo como una entidad determinada. Se compone, en general, de la mecánica vectorial, fruto de los estudios de Isaac Newton y sus leyes sobre el movimiento, y la mecánica analítica, de carácter abstracto y matemático, cuyo iniciador se considera Gottfried Leibniz (1646-1716).
• Termodinámica. Dedicada al estudio del equilibrio energético de los sistemas macroscópicos, así como sus procesos de transferencia de calor y de energía, las formas de la energía y cómo se la puede emplear para llevar a cabo un trabajo.
• Electromagnetismo. Se trata de la rama de la física que estudia tanto la electricidad como el magnetismo, y lo hace de una manera unificada, o sea, a través de una misma y única teoría. Esto significa que se interesa por los fenómenos propios de los campos eléctricos y magnéticos, así como sus correspondencias e interacciones, entre los cuales está contemplada la luz. Sus inicios datan de los estudios de Michel Faraday (1791-1867) y James Clerk Maxwell (1831-1879).
• Acústica. Se llama así a la física del sonido, dedicada al estudio de la naturaleza y propagación de las ondas sonoras, su comportamiento en diferentes medios y sus posibilidades de manipulación. Sus aplicaciones son vitales para el mundo de los instrumentos musicales, pero van mucho más allá en nuestra vida cotidiana.
• Óptica. Es la física de la luz, dedicada a comprender la naturaleza compleja del espectro electromagnético visible (e invisible) y sus formas de interacción con la materia: distintos medios, materiales reflectantes y prismas. Esta disciplina, surgida en la antigüedad pero revolucionada durante la Edad Moderna, permitió la creación de aparatos nunca antes sospechados por la humanidad, como los microscopios, las cámaras fotográficas y la óptica correctiva (médica).
• Mecánica de fluidos. Está centrada en el estudio del movimiento de los fluidos y sus interacciones con el entorno. Esto significa que estudia principalmente los líquidos y los gases, pero también otras formas complejas de materia que son capaces de fluir, o sea, de convertirse en medios continuos.
• Mecánica cuántica. Se dedica al estudio de la naturaleza a escalas espaciales muy pequeñas como la de los átomos y las partículas subatómicas. Analiza sus dinámicas e interacciones y es el fruto de los avances en la física de principios del siglo XX, que se alejaron de los postulados de la mecánica clásica para inaugurar un nuevo campo de estudio: el del mundo subatómico y sus posibles manipulaciones.
• Teoría del caos. Centrada en el estudio de los sistemas físicos complejos y dinámicos, emplea las ecuaciones diferenciales de Newton y los aportes de físicos como Pierre Simon de Laplace (1749-1827), Henri de Poincaré (1854-1912) y Edward Lonrenz (1917-2008), entre otros.

Además, existen ramas de la física que nacen gracias a su interacción con otras ciencias y disciplinas:

• Geofísica. Fruto del contacto de la física con la geología, se dedica al estudio de las capas internas de nuestro planeta: su estructura, sus dinámicas y su historia evolutiva, tomando en cuenta lo que se conoce sobre las leyes fundamentales de la materia: la gravedad, el electromagnetismo, la radiación, etc.
• Astrofísica. Es la física de los astros, es decir, la física aplicada al estudio de los objetos visibles o detectables en el espacio exterior, como estrellas, nebulosas o agujeros negros. Esta disciplina nace de la mano de la astronomía y junto a ella aporta inmensas cantidades de información respecto a cómo funciona el espacio extraplanetario y qué conclusiones pueden extraerse de su observación.
• Fisicoquímica. Se trata del punto de encuentro entre la ciencia de las fuerzas (física) y la ciencia de la materia (química). Consiste en el estudio de la materia empleando conceptos físicos.
• Biofísica. Dedicada al estudio de los seres vivos desde una perspectiva física, especialmente en el nivel de las dinámicas moleculares, o sea, del intercambio y la interacción de partículas subatómicas y de energía, entre y dentro de los seres vivientes.

Sigue con: Relación de la física con otras ciencias

Referencias

• “Física” en Wikipedia.
• “Ramas de la física” en Centro de Estudios Cervantinos.
• “Branches of Physics” (video) en Physics in a Nutshell.
• “Physics (science)” en The Encyclopaedia Britannica.