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The Great Physicists from Galileo to Einstein
"This book is Gamow at his best, which means the very best in science for the layman." — Library Journal
Widely recognized as one of the 20th century's foremost physicists, George Gamow was also an unusually capable popularizer of science. His talents are vividly revealed in this exciting and penetrating explanation of how the central laws of physical science evolved — from Pythagoras' discovery of frequency ratios in the 6th century B.C. to today's research on elementary particles.
Unlike many books on physics which focus entirely on fact and theory with little or no historic detail, the present work incorporates fascinating personal and biographical data about the great physicists of past and present. Thus Dr. Gamow discusses on an equal basis the trail of Galileo and the basic laws of mechanics which he discovered, or gives his personal recollections about Niels Bohr along with detailed discussion of Bohr's atomic model. You'll also find revealing glimpses of Newton, Huygens, Heisenberg, Pauli, Einstein, and many other immortals of science.
Each chapter is centered around a single great figure, or at most two, with other physicists of the era and their contributions forming a background. Major topics include the dawn of physics, the Dark Ages and the Renaissance, Newtonian physics, heat as energy, electricity, the relativistic revolution, quantum theory, and the atomic nucleus and elementary particles.
As Dr. Gamow points out in the Preface, the aim of this book is to give the reader the feeling of what physics is , and what kind of people physicists are . This delightfully informal approach, combined with the book's clear, easy-to-follow explanations, will especially appeal to young readers but will stimulate and entertain science enthusiasts of all ages. 1961 edition.
"The whole thing is a tour de force covering all the important landmarks." — Guardian
Widely recognized as one of the 20th century's foremost physicists, George Gamow was also an unusually capable popularizer of science. His talents are vividly revealed in this exciting and penetrating explanation of how the central laws of physical science evolved — from Pythagoras' discovery of frequency ratios in the 6th century B.C. to today's research on elementary particles.
Unlike many books on physics which focus entirely on fact and theory with little or no historic detail, the present work incorporates fascinating personal and biographical data about the great physicists of past and present. Thus Dr. Gamow discusses on an equal basis the trail of Galileo and the basic laws of mechanics which he discovered, or gives his personal recollections about Niels Bohr along with detailed discussion of Bohr's atomic model. You'll also find revealing glimpses of Newton, Huygens, Heisenberg, Pauli, Einstein, and many other immortals of science.
Each chapter is centered around a single great figure, or at most two, with other physicists of the era and their contributions forming a background. Major topics include the dawn of physics, the Dark Ages and the Renaissance, Newtonian physics, heat as energy, electricity, the relativistic revolution, quantum theory, and the atomic nucleus and elementary particles.
As Dr. Gamow points out in the Preface, the aim of this book is to give the reader the feeling of what physics is , and what kind of people physicists are . This delightfully informal approach, combined with the book's clear, easy-to-follow explanations, will especially appeal to young readers but will stimulate and entertain science enthusiasts of all ages. 1961 edition.
"The whole thing is a tour de force covering all the important landmarks." — Guardian
430 pages, Kindle Edition
First published January 1, 1959
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About the author
George Gamow
82 books247 followersGeorge Gamow (Russian pronunciation: [ˈɡaməf:]; March 4 [O.S. February 20:] 1904 – August 19, 1968), born Georgiy Antonovich Gamov (Георгий Антонович Гамов), was a theoretical physicist and cosmologist born in the Russian Empire. He discovered alpha decay via quantum tunneling and worked on radioactive decay of the atomic nucleus, star formation, stellar nucleosynthesis, big bang nucleosynthesis, cosmic microwave background, nucleocosmogenesis and genetics.
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Displaying 1 - 17 of 17 reviews
July 15, 2012
Here's how Gamov explains Biography of Physics in the Preface:
I'm not the right person to evaluate the physics explanations, since my formal education in physics stopped in high school. I can say that Gamov avoids invoking any math at and beyond the level of calculus, but uses algebra and diagrams to explain things whenever possible. This means that one can follow some of the explanation but in many cases will have to take Gamov's word for it that a certain step follows on the previous ones. In the chapter on relativity, I think I understood what Gamov was saying about curved space, but I'm not sure how we got from measuring the velocity of light to having c in formulas about space and time. (That is, I thought I knew how it worked when I began reading this chapter, and now I'm confused. That's probably good for me.) Bear in mind also that (1) this book was published in 1961, so, although Gamov tries to focus on the basics, there must be out of date information, and (2) Gamov was not an expert at everything in physics. For example, after explaining the Bernoulli principle (in fluid dynamics, the pressure of something flowing through a pipe is less in a narrow section of the pipe and greater in a wider section) Gamov says that airplane wings are shaped so as to take advantage of this property. My boyfriend (pilot and engineer) says that the idea that Bernoulli's principle applies in this situation is actually a sort of science-education urban legend, and that it was known not to be the case well before 1961.
Some of the subjects covered, in order, are: the Pythagorean law of strings, levers and pulleys, things the ancients could do with water and optics, Kepler's laws, statics, Galileo's work on gravity and astronomy, Newton's laws, Newton's and contemporaries' work on optics, temperature, the nature of heat, thermodynamics, perpetual motion machines, statistical physics, early work on electricity, electromagnetism, electric currents, electromagnetic fields, the velocity of light, space and time, relativity, mass and energy, time as the fourth dimension, gravity and curved space, unified field theory (as a thing Einstein was frustrated by -- this book was published in 1961), divisibility of the atom, X-rays, atomic weights, quanta and Planck's constant, various atomic models, uncertainty, positrons, antimatter, quantum statistics, radioactivity, neutrons, neutrinos, particle accelerators, chain reactions, thermonuclear reactions, mesons, all manner of other particles, spinning particles and the possibility of spinning in the other direction.
All that in 338 pages, including illustrations! (The illustrations, by the way, are pretty charming. All except a few photographic plates are hand-drawn by Gamov -- he says, in the preface, that this is to save the plates for important things, but since it's important to introduce the physicists in person, he has used "certain auxiliary devices, such as projection of photographic slides on drawing paper" to reproduce portraits of the famous physicists. He has also drawn many helpful and often amusing diagrams, such as "Hookham's Circus" and two dogs chewing on a bone to represent nucleons sharing a meson.)
Something that makes Biography of Physics pretty special is that Gamov was himself a physicist, and knew almost everyone mentioned in the last two chapters ("The Law of Quantum" and "The Atomic Nucleus and Elementary Particles") as well as having been involved directly or indirectly in several of the discoveries. (The contribution he seems to have been proudest of was the idea of conceptualizing the nucleus as a water droplet.) He worked in Göttingen in the late 1920s, then at the University of Copenhagen's Theoretical Physics Institute, the Cavendish Laboratory at Cambridge, and the Radium Institute in Leningrad. In the 1930s he defected from the Soviet Union and ended up working for many years at George Washington University in Washington, DC, and finally at the University of Colorado at Boulder. He was not part of the Manhattan Project, although it sounds like much of his knowledge was classified. (At the time of his writing Biography of Physics, he's able to explain many things that he says nobody was allowed to write about during WWII -- however I enjoyed his joke at the end of the fission chain reaction section: "Today the production of fissionable material in the United States amounts to x tons per year, as compared with y tons per year produced in the Soviet Union.")
There are lots of jokes all the way through the book but the funniest parts are in those last two chapters; I think it's part of Gamov's plan to show "what kinds of people physicists are," which is: people who get up to silly pranks and make jokes about each other. There is an anecdote in verse about how Niehls Bohr got bored at a party, borrowed Gamov's motorcycle, created a traffic jam, and angered Ernest Rutherford. There is an explanation of the "Pauli effect" which describes the phenomenon whereby "all theoretical physicists are very clumsy in handling experimental equipment, and usually break expensive and elaborate apparatus merely by a touch." (And later, "the 'second Pauli principle,' according to which any new idea formulate by a theoretical physicist becomes immediately applicable to all atoms forming his body. According to that principle, Dirac's body would be annihilated within a small faction of one microsecond after he conceived that idea [an explanation of positive electrons], and other theoretical physicists would be saved from hearing about it...") There is the story of how Paul Dirac thought he had made "an important discovery in the field of topology," which turned out to be the purl stitch.
One thing I could wish is that, having stated his desire to give readers an idea of who physicists are in order to inspire further interest in physics, Gamov had indicated more strongly that physicists are not all white men. Apart from Marie Curie I think he only mentions one woman physicist (Lise Meitner, who sent a telegram to Niehls Bohr in 1939 saying that German physicists had probably just achieved the fission of a uranium nucleus). This is a bit strange because Gamov certainly knew of more women physicists -- his first wife, Lyubov Vokhminzeva, was one!* Then, apart from a rather insulting mention of science during the golden age of Islam, the only indication that physics occurs outside of Europe and the United States is the names of two Japanese physicsts, Y. Nishina (mentioned as part of an anecdote about Dirac) and Hidekei Yukawa (who first suggested the possibility of mesons, which were originally named yukons after Yukawa). Bose-Einstein statistics are mentioned, but not described much because it would involve too much math; I only know that Bose is the name of Indian physicist Satyendra Nath Bose because the Higgs boson ("boson" also being named after him) has been in the news lately -- not because Gamov said anything about him.
* Gamov's second wife, Barbara Perkins, wasn't a physicist, but she was an editor for one of his publishers (according to Wikipedia) and therefore must have understood a lot about science. I think she must be the "Perky" to whom Biography of Physics is dedicated and also the B.P.G. to whom Gamov gives credit for translating from Russian or German some of the amusing poems he includes.
There are two types of books on physics. One is the textbook, intended for teaching the reader the facts and theories of physics. Books of this kind usually omit all historical aspects of the development of science; the only information concerning great scientists of the past and present is limited to the year of birth and death (or ---) given in brackets after the name. The other type is essentially historical, devoted to biographical data and to other character analysis of the great men of science, and simply listing their discoveries under the assumption that the reader, studying the history of a given science, is familiar with that science himself.Reading the last paragraph above, one might think that Biography of Physics gives equal numbers of pages to biographies of physicists and to explaining how physics works. This isn't correct; the personal information about physicists is mostly short anecdotes in between much longer explanations of physical experiments and principles. What's really important here is the experiments -- this is a book about how physics was developed: what ideas people started with, what kinds of experiments they did to test them, how they explained the results of the experiments.
In the present book I have tried to keep a midway course, discussing on an equal basis the trial of Galileo and the basic laws of mechanics which he discovered, or giving my personal recollections about Niehls Bohr along with detailed discussion of Bohr's atomic model. The discussion in each of the eight chapters is centered around a single great figure, or at most two, with other physicists of that era and their contributions forming more of the background. This accounts for the omission of many names which would be found in most books on the history of physics, and for the omission of many topics that are a "must" in the regular physics textbooks. The aim of this book is to give the reader the feeling of what physics is, and what kinds of people physicists are, thus getting him interested enough to pursue his studies by seeking out more systematically written books on the subject.
I'm not the right person to evaluate the physics explanations, since my formal education in physics stopped in high school. I can say that Gamov avoids invoking any math at and beyond the level of calculus, but uses algebra and diagrams to explain things whenever possible. This means that one can follow some of the explanation but in many cases will have to take Gamov's word for it that a certain step follows on the previous ones. In the chapter on relativity, I think I understood what Gamov was saying about curved space, but I'm not sure how we got from measuring the velocity of light to having c in formulas about space and time. (That is, I thought I knew how it worked when I began reading this chapter, and now I'm confused. That's probably good for me.) Bear in mind also that (1) this book was published in 1961, so, although Gamov tries to focus on the basics, there must be out of date information, and (2) Gamov was not an expert at everything in physics. For example, after explaining the Bernoulli principle (in fluid dynamics, the pressure of something flowing through a pipe is less in a narrow section of the pipe and greater in a wider section) Gamov says that airplane wings are shaped so as to take advantage of this property. My boyfriend (pilot and engineer) says that the idea that Bernoulli's principle applies in this situation is actually a sort of science-education urban legend, and that it was known not to be the case well before 1961.
Some of the subjects covered, in order, are: the Pythagorean law of strings, levers and pulleys, things the ancients could do with water and optics, Kepler's laws, statics, Galileo's work on gravity and astronomy, Newton's laws, Newton's and contemporaries' work on optics, temperature, the nature of heat, thermodynamics, perpetual motion machines, statistical physics, early work on electricity, electromagnetism, electric currents, electromagnetic fields, the velocity of light, space and time, relativity, mass and energy, time as the fourth dimension, gravity and curved space, unified field theory (as a thing Einstein was frustrated by -- this book was published in 1961), divisibility of the atom, X-rays, atomic weights, quanta and Planck's constant, various atomic models, uncertainty, positrons, antimatter, quantum statistics, radioactivity, neutrons, neutrinos, particle accelerators, chain reactions, thermonuclear reactions, mesons, all manner of other particles, spinning particles and the possibility of spinning in the other direction.
All that in 338 pages, including illustrations! (The illustrations, by the way, are pretty charming. All except a few photographic plates are hand-drawn by Gamov -- he says, in the preface, that this is to save the plates for important things, but since it's important to introduce the physicists in person, he has used "certain auxiliary devices, such as projection of photographic slides on drawing paper" to reproduce portraits of the famous physicists. He has also drawn many helpful and often amusing diagrams, such as "Hookham's Circus" and two dogs chewing on a bone to represent nucleons sharing a meson.)
Something that makes Biography of Physics pretty special is that Gamov was himself a physicist, and knew almost everyone mentioned in the last two chapters ("The Law of Quantum" and "The Atomic Nucleus and Elementary Particles") as well as having been involved directly or indirectly in several of the discoveries. (The contribution he seems to have been proudest of was the idea of conceptualizing the nucleus as a water droplet.) He worked in Göttingen in the late 1920s, then at the University of Copenhagen's Theoretical Physics Institute, the Cavendish Laboratory at Cambridge, and the Radium Institute in Leningrad. In the 1930s he defected from the Soviet Union and ended up working for many years at George Washington University in Washington, DC, and finally at the University of Colorado at Boulder. He was not part of the Manhattan Project, although it sounds like much of his knowledge was classified. (At the time of his writing Biography of Physics, he's able to explain many things that he says nobody was allowed to write about during WWII -- however I enjoyed his joke at the end of the fission chain reaction section: "Today the production of fissionable material in the United States amounts to x tons per year, as compared with y tons per year produced in the Soviet Union.")
There are lots of jokes all the way through the book but the funniest parts are in those last two chapters; I think it's part of Gamov's plan to show "what kinds of people physicists are," which is: people who get up to silly pranks and make jokes about each other. There is an anecdote in verse about how Niehls Bohr got bored at a party, borrowed Gamov's motorcycle, created a traffic jam, and angered Ernest Rutherford. There is an explanation of the "Pauli effect" which describes the phenomenon whereby "all theoretical physicists are very clumsy in handling experimental equipment, and usually break expensive and elaborate apparatus merely by a touch." (And later, "the 'second Pauli principle,' according to which any new idea formulate by a theoretical physicist becomes immediately applicable to all atoms forming his body. According to that principle, Dirac's body would be annihilated within a small faction of one microsecond after he conceived that idea [an explanation of positive electrons], and other theoretical physicists would be saved from hearing about it...") There is the story of how Paul Dirac thought he had made "an important discovery in the field of topology," which turned out to be the purl stitch.
One thing I could wish is that, having stated his desire to give readers an idea of who physicists are in order to inspire further interest in physics, Gamov had indicated more strongly that physicists are not all white men. Apart from Marie Curie I think he only mentions one woman physicist (Lise Meitner, who sent a telegram to Niehls Bohr in 1939 saying that German physicists had probably just achieved the fission of a uranium nucleus). This is a bit strange because Gamov certainly knew of more women physicists -- his first wife, Lyubov Vokhminzeva, was one!* Then, apart from a rather insulting mention of science during the golden age of Islam, the only indication that physics occurs outside of Europe and the United States is the names of two Japanese physicsts, Y. Nishina (mentioned as part of an anecdote about Dirac) and Hidekei Yukawa (who first suggested the possibility of mesons, which were originally named yukons after Yukawa). Bose-Einstein statistics are mentioned, but not described much because it would involve too much math; I only know that Bose is the name of Indian physicist Satyendra Nath Bose because the Higgs boson ("boson" also being named after him) has been in the news lately -- not because Gamov said anything about him.
* Gamov's second wife, Barbara Perkins, wasn't a physicist, but she was an editor for one of his publishers (according to Wikipedia) and therefore must have understood a lot about science. I think she must be the "Perky" to whom Biography of Physics is dedicated and also the B.P.G. to whom Gamov gives credit for translating from Russian or German some of the amusing poems he includes.
February 6, 2024
En este libro, Gamow hace una descripción de los principales avances científicos. Así explica la física en Grecia, con Arquímedes, el redescubrimiento en el renacimiento, con los movimientos planetarios de Kepler y el estudio del movimiento de Galileo. El gran avance de la física dado por Newton, con sus avances en mecánica, la ley de la gravitación universal y estudios en ópticas. Cómo los avances en física prosiguieron con la termodinámica y la teoría cinética, así como el desarrollo electromagnético por Coulomb (electrostática), Ampere (magnetostática), Volta (pila), Faraday (inducción) y la culiminación con Maxwell, sus ecuaciones y la sintésis de la teoría con la óptica. Después expliica la relatividad desde el experimento Michelson Morley, las transformaciones de Lorenz y Einstein, hasta la cuántica con Planck, Einstein, Rutherford, Borh, Schrondinger. Finaliza el libro con una descripción del descubrimiento de partículas que es la única parte que queda anticuada del libro, ya que escrito en los 60 no describe el modelo estandard al completo.
El libro es ameno y riguroso. En la parte inicial es algo más enciclopédico, con interés en los pasajes de libros, interantes para ver los razonamientos de la época. En la física del SXX el autor cuenta anécdotas con científicos como Bohr o Einstein, que permiten acercarnos a las personalidades de estos.
Un gran libro para conocer los avances de la física.
GRECIA ANTIGUA
Antes de la cultura griega hubo avances en la matemática y la astronomía. Pero el desarrollo de la física está ligado a la cultura griega, junto a los avances generales en filosofía o matemáticas. Así Pitágoras estudió el sonido, Demócrito la materia y el concepto de átomo o Aristóteles o avanzó en diferentes saberes. Arquímedes fue un físico de Siracusa, destacado por sus inventos, sus avances en la hidrostática o por la ley de la Palanca. Ptolomeo hizo estudios de óptica, estudiando el índice de refracción
Los razonamientos físicos de los griegos eran del tipo geométrico, derivados de la geometría euclídea.
RENACIMIENTO
La edad media fue una época sin gran avance científico. El avance más importante sería el desarrollo del álgebra por los árabes. Habrá que esperar al renacimiento para un nuevo renacer intelectual.
En 1543 Copérnico propondría su modelo. Y en 1596 Kepler sus leyes de movimiento planetario. La primera ley indica que las órbitas de los planetas son elípticas, la segunda que recorren áreas iguales en tiempos iguales y la tercera que para dos planetas el cuadrado de los periodos es igual al cubo de lor radios.
En el SXVII-XVIII Galileo (1564-1642)abordaría diferentes problemas de la física. Estudió la dinámica de movimientos, estudiando el movimiento del péndulo, la aceleración en plano inclinado, o definiendo los sistemas inerciales. En la astronomía inventó el telescopio y confirmó el modelo copernicano, por lo que fue condenado a arresto domiciliario por la Inquisición.
Los razonamientos de Kepler o Galileo eran del tipo geométrico, similares a los de Arquímedes, con un estilo complejo pero que permitió avanzar a los modelos más modernos desarrollados a partir de Newton.
NEWTON
Newton (1643-1723), de origen humildes, no fue un niño precoz, pero en su veintena comenzó a desarrollar sus teorías que revolucionarían la física. Newton tuvo una personalidad complicada y mantuvo discusiones con Leibniz, Hooke o Huygens. Dentro de los avances de Newton estaría el cálculo diferencial e integral, la ley de gravitación universal, las leyes de la mecánica o estudios de óptica. Las leyes de la mecánica indicarían i) que un sistema en ausencia de fuerzas externas es inercial y se mantendría en movimiento, ii) que una fuerza produce un cambio de momento, aceleración, sobre el sistema, iii) que a toda acción tiene una reacción.
Dentro de la óptica inventó el espejo parabólico para observaciones astronómicas, y se dedicó al estudio de colores y descomposición de la luz mediante primas. Tuvo una visión corpuscular, que sería superada por la visión ondular de Huygens. Estudió también problemas de refracción como los anillos de Newton pero no los explicó mediante teoría de ondas.
Dentro de la fluidodinámica, posteriores a Newton, Pascal realizó avances en la fludoestática y Bernouillin con su fórmula en la dinámica de fluidos.
Un problema para el análisis de la luz, es la polarización de la misma. La polarización indica que es una onda transversal, que exigiría que el medio de transmisión fuese un sólido. Esto indujo la hipótesis de un eter para la transmisión de la luz, hipótesis no descartada hasta la llegada de la relatividad de Einstein.
CALOR
El termómetro sería inventado por Galileo, utilizando la expansión de un líquido en un tubo estanco para la medición de temperatura mediante flotabilidad.
Respecto a las leyes de la termodinámica, la leyde Boyle indica que la presión es inversamente proporcional al volumen a temperatura constante, y la ley de Guy Lussac (1808), que es proporcional a la temperatura, con una variación de 1/273 por grado, lo que indicaría la necesidad de un cero absoluto. Carnot (muerto en 1832) estudió el calor como un fluido, y haciendo analogías con la fluidoestática indicó que el máximo trabajo extraíble es la diferencia de temperaturas. La entropía sería el orden del sistema, e indica el grado de irreversibilidad, desde el punto de vista del fluido es el calor entre la temperatura, mientras desde el punto de vista estadístico en la probabilidad del sistema.
La teoría cinética sería desarrollada principalmente por Boltzmann, Maxwell o Gibbs en el SXIX. En ella se mezclan las leyes de la mecánica con la estadística para estudiar el comportamiento de gases, fluidos y los intercambios térmicos. Así se obtiene la ley de boltzman para a probabilidad de una partícula con energía dada, o la equipartición de energías por la cual el promedio de energía de cada partícula es la misma. A partir de la ley de boltzman se obtiene la maxweliana para la distribución de velocidades.
Mediante la teoría cinétic ala entropía sería S=k log(P), siendo k la constante de bolztmann y P la probabilidad del estado. Para explicar la entropía y la imposibilidad de obtener rendimientos mayores al de Carnot se puede utilizar el demonio de Maxwell, que sería incapaz de separar las partículas ya que el demonio en si mismo estaría sometido a las fluctuaciones de la teoría cinética.
A partir de la teoría cinética se observa el movimiento aleatorio de partículas, el movimiento browniano, cuya formulación sería resuelta por Einstein en 1905.
Mediante la teoría cinética también se pudo estudiar la radiación, obteniendo la ley de Wien, o la ley de Maxwell-Boltzmann. Sin embargo para su explicación sería necesario la llegada de la mecánica cuántica.
ELECTRICIDAD
El electromagnetismo es un fenómeno históricamente conocido por la humanidad, pero que permaneció un misterio hasta su estudio en el SXIX. Las figuras principales serían Faraday como experimentalista, y Maxwell en el desarrollo teórico.
Uno de los primeros aparatos para estudiar el electromagnetismo sería la jarra de Leyden construida den 1745 que sirve para colectar cargas. Coulomb estudiaría el efecto de las cargas, y obtendría la ley por la cual la fuerza es proporcional a la carga e inversamente al cuadrado de la distancia, siguiendo una ley similar a la ley gravitatoria.
Volta inventó su pila en 1800, proporcionando una sencilla fuente de electricidad. La pila de Volta consiste en ánodos y cátodos de diferente material en soluciones. Apilando diferentes capas se consiguen la pila y el voltaje deseado.
Oersted estudió cómo las corrientes afectan a campos magnéticos, y ampere la ley que relaciona las corrientes y el campo.Dado que hay materiales magnéticos, Ampere indicó que estos de deberían a corrientes internas, no muy diferente del efecto debido al espin de los electrones. Ohm estudiaría el efecto de una corriente y la relación entre el material y el voltaje, indicando la ley de Ohm y la de las resistencia.
Faraday, de orígenes humildes se dedicó al estudio del electromagnetismo, y a la inducción. Se sospechaba que el campo eléctrico y el magnético debían estar relacionados, pero la mayor parte de los estudios eran estáticos. Faraday descubrío que se genera un campo eléctrico cuando hay una variación de campo magnético. Abriendo así el horizonte a la tecnología eléctrica, generadores, transformadores o motores. Faraday también estudió la electrolisis, y como en la pila de volta el material depositado en los electrodos (iones/cationes) es proporcional a la corriente. Es decir, la pila las cargas están llevadas por los iones/cationes.
Para explicar el electromagnetismo, Faraday proponía campos que serían como cuerdas que tiran de las cargas, experimentando fuerzas. El formalismo del electromagnetismo sería dado por Maxwell. Maxwell fue un niño prodigio y con gran capacidad matemática se dedicó a la teoría cinética o al electromagnetismo. Las leyes de Maxwell unificaban el electromagnetismo y abrían un nuevo mundo. La resolución de las ecuaciones daban lugar a ecuaciones de onda, indicando que cargas oscilantes deben emitir una onda electromagnética, lo que acabo derivando en la unificación con la óptica. Esto también permitió el desarrollo de las telecomunicaciones, iniciado por Hertz en 1888.
Además, de las leyes de Maxwell se desprende que la velocidad de las ondas electromagnéticas ha de ser la velocidad de la luz. Lo que introduce la paradoja sobre cual es la velocidad de la luz en sistemas inerciales, y el desarrollo de la teoría de la relatividad.
RELATIVIDAD
De las ecuaciones de Maxwell se obtiene que la velocidad de la luz es constante. Sin embargo, qué pasa en sistemas a velocidades diferentes. La velocidad debería cambiar al ser arrastrada la luz en el sistema en movimiento por el eter. La velocidad de la luz se midio en el SXIX por Foucault o Fizeau mediante sistemas moviles de rendijas y espejos. El experimento de Michelson Morley lo pretendia desmostrar midiendo en la direccion de movimiento terrestre y en la perpendicular. Sin embargo la velocidad de la luz resultaba la misma.
Para solucionar el problema se propuso que el espacio se contrajera y Lorentz derivo sus transformaciones. Pero las implicaciones de la contraccion espacio tiempo no fueron entendidas hasta que Einstein presento la teoria de la relatividad especial en 1905. Esta se aplicaba a sistemas en movimiento, y permitia entender el electromagnetismo como la observacion de campos aplicando las transformaciones de Lorentz en sistemas inerciales. Asi el espacio tiempo seria un 4-vector, que se puede rotar mediante las transformacionea de Lorentz.
Para sistemas acelerados, y la gravitacion, Einstein presento la relatividad general en 1915. Segun esta la presencia de masa curva el espacio tiempo. Es decir el universo es un espacio curvo, donde los triangulos no tienen 180 grados, y un cuadrado no se cerraria. La masa curva el espacio tiempo, y es equivalenre a la energia, dado que los campos tienen masa, de alguna forma la masa seria el soporte material de las ondas, y el equivalnte al antiguo eter.
CUANTICA
Planck en 1900 propuso que la energia de la luz esta cuantizada para solucionar el prolema del cuerpo negro. En 1905 Einstein lo aplico para el fenomeno fotoelectrico, Compton observo scattering de electrones con rayos X.
Sobre el modelo atomico, thomson propuso un modelo homogeneo de nucleos y electrones. Rutherfor observando el scattering de partículas alpha dedujo que el núcleo debía tener un atamaño pequeño, con los electrones orbitando alrededor, similar al movimiento de los planetas. Bohr introdujo el concepto de cuantificación a las órbitas de los electrones, proponiento el modelo atómico de Borh-Rutherford.
De Broglie indicó que las partículas tendrían una longitud de onda onda, que depende del momento de la partícula. Esto indicaría que existe la dualidad onda partícula, lo que fue confirmado con experimentos de difracción de electrones. Schrodinger con su ecuación desarrollo la mecánica de onda, y Heisenber introdujo una matemática equivalente pero alternativa basa en matrices, e indicó el principio de incertidumbre. La ecuación de onda relativista fue desarrollada por Dirac.
PARTICULAS.
Teniendo electrones y protones, para compensar la masa hacía falta una partícula neutra en el núcleo. Así Chadwick descubrió el neutron. Por otro lado, al observar la desintegración beta se vería que esta no estaba cuantizada sino que tenía un espectro de energía continuo. Esto debía ser porque además de la beta (electron o positrón) se emitiría una partícula adicional, el neutrino.
La fisión fue descubierta experimentalmente por Otto Hann, y explicada por Meitner y Fritz.
Para explicar la interacción en el núcleo, Yukawa indicó que debían exitir los mesones (piones) que más tarde fueron descubiertos. Alternativamente de los rayos cósmicos se observaban otras partículas cargadas, que resultaron ser los muones.
El libro es ameno y riguroso. En la parte inicial es algo más enciclopédico, con interés en los pasajes de libros, interantes para ver los razonamientos de la época. En la física del SXX el autor cuenta anécdotas con científicos como Bohr o Einstein, que permiten acercarnos a las personalidades de estos.
Un gran libro para conocer los avances de la física.
GRECIA ANTIGUA
Antes de la cultura griega hubo avances en la matemática y la astronomía. Pero el desarrollo de la física está ligado a la cultura griega, junto a los avances generales en filosofía o matemáticas. Así Pitágoras estudió el sonido, Demócrito la materia y el concepto de átomo o Aristóteles o avanzó en diferentes saberes. Arquímedes fue un físico de Siracusa, destacado por sus inventos, sus avances en la hidrostática o por la ley de la Palanca. Ptolomeo hizo estudios de óptica, estudiando el índice de refracción
Los razonamientos físicos de los griegos eran del tipo geométrico, derivados de la geometría euclídea.
RENACIMIENTO
La edad media fue una época sin gran avance científico. El avance más importante sería el desarrollo del álgebra por los árabes. Habrá que esperar al renacimiento para un nuevo renacer intelectual.
En 1543 Copérnico propondría su modelo. Y en 1596 Kepler sus leyes de movimiento planetario. La primera ley indica que las órbitas de los planetas son elípticas, la segunda que recorren áreas iguales en tiempos iguales y la tercera que para dos planetas el cuadrado de los periodos es igual al cubo de lor radios.
En el SXVII-XVIII Galileo (1564-1642)abordaría diferentes problemas de la física. Estudió la dinámica de movimientos, estudiando el movimiento del péndulo, la aceleración en plano inclinado, o definiendo los sistemas inerciales. En la astronomía inventó el telescopio y confirmó el modelo copernicano, por lo que fue condenado a arresto domiciliario por la Inquisición.
Los razonamientos de Kepler o Galileo eran del tipo geométrico, similares a los de Arquímedes, con un estilo complejo pero que permitió avanzar a los modelos más modernos desarrollados a partir de Newton.
NEWTON
Newton (1643-1723), de origen humildes, no fue un niño precoz, pero en su veintena comenzó a desarrollar sus teorías que revolucionarían la física. Newton tuvo una personalidad complicada y mantuvo discusiones con Leibniz, Hooke o Huygens. Dentro de los avances de Newton estaría el cálculo diferencial e integral, la ley de gravitación universal, las leyes de la mecánica o estudios de óptica. Las leyes de la mecánica indicarían i) que un sistema en ausencia de fuerzas externas es inercial y se mantendría en movimiento, ii) que una fuerza produce un cambio de momento, aceleración, sobre el sistema, iii) que a toda acción tiene una reacción.
Dentro de la óptica inventó el espejo parabólico para observaciones astronómicas, y se dedicó al estudio de colores y descomposición de la luz mediante primas. Tuvo una visión corpuscular, que sería superada por la visión ondular de Huygens. Estudió también problemas de refracción como los anillos de Newton pero no los explicó mediante teoría de ondas.
Dentro de la fluidodinámica, posteriores a Newton, Pascal realizó avances en la fludoestática y Bernouillin con su fórmula en la dinámica de fluidos.
Un problema para el análisis de la luz, es la polarización de la misma. La polarización indica que es una onda transversal, que exigiría que el medio de transmisión fuese un sólido. Esto indujo la hipótesis de un eter para la transmisión de la luz, hipótesis no descartada hasta la llegada de la relatividad de Einstein.
CALOR
El termómetro sería inventado por Galileo, utilizando la expansión de un líquido en un tubo estanco para la medición de temperatura mediante flotabilidad.
Respecto a las leyes de la termodinámica, la leyde Boyle indica que la presión es inversamente proporcional al volumen a temperatura constante, y la ley de Guy Lussac (1808), que es proporcional a la temperatura, con una variación de 1/273 por grado, lo que indicaría la necesidad de un cero absoluto. Carnot (muerto en 1832) estudió el calor como un fluido, y haciendo analogías con la fluidoestática indicó que el máximo trabajo extraíble es la diferencia de temperaturas. La entropía sería el orden del sistema, e indica el grado de irreversibilidad, desde el punto de vista del fluido es el calor entre la temperatura, mientras desde el punto de vista estadístico en la probabilidad del sistema.
La teoría cinética sería desarrollada principalmente por Boltzmann, Maxwell o Gibbs en el SXIX. En ella se mezclan las leyes de la mecánica con la estadística para estudiar el comportamiento de gases, fluidos y los intercambios térmicos. Así se obtiene la ley de boltzman para a probabilidad de una partícula con energía dada, o la equipartición de energías por la cual el promedio de energía de cada partícula es la misma. A partir de la ley de boltzman se obtiene la maxweliana para la distribución de velocidades.
Mediante la teoría cinétic ala entropía sería S=k log(P), siendo k la constante de bolztmann y P la probabilidad del estado. Para explicar la entropía y la imposibilidad de obtener rendimientos mayores al de Carnot se puede utilizar el demonio de Maxwell, que sería incapaz de separar las partículas ya que el demonio en si mismo estaría sometido a las fluctuaciones de la teoría cinética.
A partir de la teoría cinética se observa el movimiento aleatorio de partículas, el movimiento browniano, cuya formulación sería resuelta por Einstein en 1905.
Mediante la teoría cinética también se pudo estudiar la radiación, obteniendo la ley de Wien, o la ley de Maxwell-Boltzmann. Sin embargo para su explicación sería necesario la llegada de la mecánica cuántica.
ELECTRICIDAD
El electromagnetismo es un fenómeno históricamente conocido por la humanidad, pero que permaneció un misterio hasta su estudio en el SXIX. Las figuras principales serían Faraday como experimentalista, y Maxwell en el desarrollo teórico.
Uno de los primeros aparatos para estudiar el electromagnetismo sería la jarra de Leyden construida den 1745 que sirve para colectar cargas. Coulomb estudiaría el efecto de las cargas, y obtendría la ley por la cual la fuerza es proporcional a la carga e inversamente al cuadrado de la distancia, siguiendo una ley similar a la ley gravitatoria.
Volta inventó su pila en 1800, proporcionando una sencilla fuente de electricidad. La pila de Volta consiste en ánodos y cátodos de diferente material en soluciones. Apilando diferentes capas se consiguen la pila y el voltaje deseado.
Oersted estudió cómo las corrientes afectan a campos magnéticos, y ampere la ley que relaciona las corrientes y el campo.Dado que hay materiales magnéticos, Ampere indicó que estos de deberían a corrientes internas, no muy diferente del efecto debido al espin de los electrones. Ohm estudiaría el efecto de una corriente y la relación entre el material y el voltaje, indicando la ley de Ohm y la de las resistencia.
Faraday, de orígenes humildes se dedicó al estudio del electromagnetismo, y a la inducción. Se sospechaba que el campo eléctrico y el magnético debían estar relacionados, pero la mayor parte de los estudios eran estáticos. Faraday descubrío que se genera un campo eléctrico cuando hay una variación de campo magnético. Abriendo así el horizonte a la tecnología eléctrica, generadores, transformadores o motores. Faraday también estudió la electrolisis, y como en la pila de volta el material depositado en los electrodos (iones/cationes) es proporcional a la corriente. Es decir, la pila las cargas están llevadas por los iones/cationes.
Para explicar el electromagnetismo, Faraday proponía campos que serían como cuerdas que tiran de las cargas, experimentando fuerzas. El formalismo del electromagnetismo sería dado por Maxwell. Maxwell fue un niño prodigio y con gran capacidad matemática se dedicó a la teoría cinética o al electromagnetismo. Las leyes de Maxwell unificaban el electromagnetismo y abrían un nuevo mundo. La resolución de las ecuaciones daban lugar a ecuaciones de onda, indicando que cargas oscilantes deben emitir una onda electromagnética, lo que acabo derivando en la unificación con la óptica. Esto también permitió el desarrollo de las telecomunicaciones, iniciado por Hertz en 1888.
Además, de las leyes de Maxwell se desprende que la velocidad de las ondas electromagnéticas ha de ser la velocidad de la luz. Lo que introduce la paradoja sobre cual es la velocidad de la luz en sistemas inerciales, y el desarrollo de la teoría de la relatividad.
RELATIVIDAD
De las ecuaciones de Maxwell se obtiene que la velocidad de la luz es constante. Sin embargo, qué pasa en sistemas a velocidades diferentes. La velocidad debería cambiar al ser arrastrada la luz en el sistema en movimiento por el eter. La velocidad de la luz se midio en el SXIX por Foucault o Fizeau mediante sistemas moviles de rendijas y espejos. El experimento de Michelson Morley lo pretendia desmostrar midiendo en la direccion de movimiento terrestre y en la perpendicular. Sin embargo la velocidad de la luz resultaba la misma.
Para solucionar el problema se propuso que el espacio se contrajera y Lorentz derivo sus transformaciones. Pero las implicaciones de la contraccion espacio tiempo no fueron entendidas hasta que Einstein presento la teoria de la relatividad especial en 1905. Esta se aplicaba a sistemas en movimiento, y permitia entender el electromagnetismo como la observacion de campos aplicando las transformaciones de Lorentz en sistemas inerciales. Asi el espacio tiempo seria un 4-vector, que se puede rotar mediante las transformacionea de Lorentz.
Para sistemas acelerados, y la gravitacion, Einstein presento la relatividad general en 1915. Segun esta la presencia de masa curva el espacio tiempo. Es decir el universo es un espacio curvo, donde los triangulos no tienen 180 grados, y un cuadrado no se cerraria. La masa curva el espacio tiempo, y es equivalenre a la energia, dado que los campos tienen masa, de alguna forma la masa seria el soporte material de las ondas, y el equivalnte al antiguo eter.
CUANTICA
Planck en 1900 propuso que la energia de la luz esta cuantizada para solucionar el prolema del cuerpo negro. En 1905 Einstein lo aplico para el fenomeno fotoelectrico, Compton observo scattering de electrones con rayos X.
Sobre el modelo atomico, thomson propuso un modelo homogeneo de nucleos y electrones. Rutherfor observando el scattering de partículas alpha dedujo que el núcleo debía tener un atamaño pequeño, con los electrones orbitando alrededor, similar al movimiento de los planetas. Bohr introdujo el concepto de cuantificación a las órbitas de los electrones, proponiento el modelo atómico de Borh-Rutherford.
De Broglie indicó que las partículas tendrían una longitud de onda onda, que depende del momento de la partícula. Esto indicaría que existe la dualidad onda partícula, lo que fue confirmado con experimentos de difracción de electrones. Schrodinger con su ecuación desarrollo la mecánica de onda, y Heisenber introdujo una matemática equivalente pero alternativa basa en matrices, e indicó el principio de incertidumbre. La ecuación de onda relativista fue desarrollada por Dirac.
PARTICULAS.
Teniendo electrones y protones, para compensar la masa hacía falta una partícula neutra en el núcleo. Así Chadwick descubrió el neutron. Por otro lado, al observar la desintegración beta se vería que esta no estaba cuantizada sino que tenía un espectro de energía continuo. Esto debía ser porque además de la beta (electron o positrón) se emitiría una partícula adicional, el neutrino.
La fisión fue descubierta experimentalmente por Otto Hann, y explicada por Meitner y Fritz.
Para explicar la interacción en el núcleo, Yukawa indicó que debían exitir los mesones (piones) que más tarde fueron descubiertos. Alternativamente de los rayos cósmicos se observaban otras partículas cargadas, que resultaron ser los muones.
March 9, 2021
Izvoarele care au dat naştere marelui fluviu al ştiinţei fizicii au fost răspândite pe întreaga suprafaţă a globului terestru locuită de Homo sapiens, adică de omul care gândeşte.
Se pare totuşi că cele mai multe dintre ele au fost concentrate în extremitatea sudică a Peninsulei Balcanice, locuită de poporul cunoscut astăzi sub denumirea de „vechii greci"; sau poate aşa ni se pare nouă, celor care am moştenit cultura acestor înaintaşi „intelectuali".
Este interesant de subliniat faptul că în timp ce alte popoare vechi, ca de pildă, cele din Babilon şi Egipt, au avut o contribuţie majoră la primele dezvoltări ale matematicii şi astronomiei, ele au fost cu desăvârşire sterile în ceea ce priveşte evoluţia fizicii.
O explicaţie posibilă a acestei rămâneri în urmă, în comparaţie cu ştiinţa greacă, este aceea că zeii Babilonului şi Egiptului trăiau în cer, printre stele, în timp ce zeii vechilor greci vieţuiau doar la aproximativ 3 000 m înălţime pe vârful muntelui Olimp, aflându-se deci mult mai aproape de problemele pământeneşti.
Se pare totuşi că cele mai multe dintre ele au fost concentrate în extremitatea sudică a Peninsulei Balcanice, locuită de poporul cunoscut astăzi sub denumirea de „vechii greci"; sau poate aşa ni se pare nouă, celor care am moştenit cultura acestor înaintaşi „intelectuali".
Este interesant de subliniat faptul că în timp ce alte popoare vechi, ca de pildă, cele din Babilon şi Egipt, au avut o contribuţie majoră la primele dezvoltări ale matematicii şi astronomiei, ele au fost cu desăvârşire sterile în ceea ce priveşte evoluţia fizicii.
O explicaţie posibilă a acestei rămâneri în urmă, în comparaţie cu ştiinţa greacă, este aceea că zeii Babilonului şi Egiptului trăiau în cer, printre stele, în timp ce zeii vechilor greci vieţuiau doar la aproximativ 3 000 m înălţime pe vârful muntelui Olimp, aflându-se deci mult mai aproape de problemele pământeneşti.
November 7, 2024
Un apasionante recorrido por la historia de la física, que muy acertadamente comienza en la antigua Grecia, pasando por grandes personalidades como Galileo, Newton, etcétera. Hasta llegar a los últimos descubrimientos de la época del autor. La combinación entre datos históricos y anécdotas personales, junto con una divulgación rigurosa de los conceptos científicos, convierten a esta obra en una lectura indispensable para todos los amantes la ciencia, así como una excelente introducción para aquellos que la desconozcan.
September 30, 2021
Con rigor y fino sentido del humor, Gamow repasa la historia de las principales ramas de la física desde la grecia clásica hasta mediados del siglo XX. Se agradecen las frecuentes anécdotas y referencias históricas que no son frecuentes encontrar en otras obras de este estilo.
June 27, 2022
Me ha gustado mucho, no hay que tener conocimientos básico lo unico te tienr que gustar la fisica. Son muchos conceptos de todo tipo y bien explicado
June 22, 2019
We are in 1959, Gamow is introducing us to some of the greatest REBELS civilization managed to build and deploy. Let us look again at the title: from Galileo (1564-1642) to Einstein (1879-1955). This is a vast range of ingenuity and competence challenging the state-of-the-art by thinking about nature freely. But this book starts with the inquisition making Galileo confirm that our planet does not move and it is the center of the universe. From there, this book becomes a thrilling adventure unveiling nature. The team includes Kepler, Fraunhofer, Faraday, Hertz, Maxwell, Lorentz, Michelson-Morley, Bohr, Heisenberg, Plank, ... and Dirac. Gamow is great knitting great people together. And his goal is to motivate YOU to join them.
June 29, 2015
Gamow's Great Physicists summarizes the development of physics from the Greeks to 1960. Mechanics, cosmology, light, heat, electricity, relativity, and quantum are all covered. It is a good book for showing the development of physics. The last couple of chapters were especially fun since the author, an important physicist himself, knew many of the big names in physics and shares some stories about them. While this book covers many important topics, it doesn't serve as a textbook. The important concepts in physics should be generally understood before reading this book. This book could then serve to tie it all together.
February 6, 2020
Really the best explainer of science to the public ever. Gamow made major contributions to three branches of science on his own, as well as being to explain profound scientific ideas in a crystal-clear manner, without skipping the math. He takes you right through calculus on occasion, so that no aspect of an idea gets lost. Sadly, his books are slipping more and more out of date, since he died in 1968. His book Biography of the Earth, for example, was written before plate tectonic theory emerged in the 60's. Still, most of his books are brilliant starting points for science beginners.
August 5, 2013
Grandioso libro en el que un genio como Gamow nos introduce no solo en los principales conceptos de la física sino en cómo el ser humano llegó a ellos. Gamow no tiene miedo de la famosa máxima de que por cada ecuación que pongas tu número de lectores se reducirá a la mitad, y se casca una derivación del tiempo propio en Relatividad Especial, además de muchos diagramas de saltos cuánticos entre niveles atómicos. El libro es muy bueno y está muy bien escrito. Obra maestra.
March 8, 2007
This book is about the history of physic. It explained how the scientist made physic, also It includes several quotes of fames scientist. It starts with the prehistory of physic and continues with the mechanic and then starts the heat and energy, finally it explains light and nature of it. Then it gives the introduction of the relativity and nuclear physic. I really enjoyed reading of this book.
August 19, 2013
Great book, just what I needed to recollect some memories from studing physics on faculty and more. Its seems like I didnt remembet much, at least with understanding, so I am catching it now. Maybe I was too young to understand complex issues.
March 8, 2013
I like that book. Because the history People influence me how to study the physics ...
April 8, 2013
نسخة مترجمة للغة العربية . ميراث للترجمة .
ترجمة: محمد جمال الدين الفندي
تقديم :أحمد فؤاد باشا
الكاتب أجحف الحضارة الإسلامية كثيرا لكن الكتاب مفيد و به بعض الأخطاء و ترجمة الطبعة العربية جيدة .
ترجمة: محمد جمال الدين الفندي
تقديم :أحمد فؤاد باشا
الكاتب أجحف الحضارة الإسلامية كثيرا لكن الكتاب مفيد و به بعض الأخطاء و ترجمة الطبعة العربية جيدة .
March 20, 2013
Excellent biographical accounts of many great physicists, together with very accesible explantions of their scientific contributions.
December 9, 2015
Excelent and in the great writing style of Gamow, a short very readable history and concepts of physics
September 13, 2021
O CARTE, CARE MI-A MARCAT ADOLESCENTA PRIN ANII '72!
TRADUCERE IN LIMBA ROMANA-
EDITURA STIINTIFICA 1971,TRADUCATOR M.SABAU si T.ROSESCU, 394 PAGINI.
TRADUCERE IN LIMBA ROMANA-
EDITURA STIINTIFICA 1971,TRADUCATOR M.SABAU si T.ROSESCU, 394 PAGINI.
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