Ninguna teoría física conocida es “correcta”, aunque parafraseando a Issac Asimov, algunas son más correctas que otras.
La mecánica clásica es lo suficientemente correcta para la amplia categoría de problemas con los que te encuentras. Incluso para algo tan complicado como calcular la órbita de Mercurio, las predicciones de la teoría gravitacional de Newton solo se desvanecieron en 40 segundos de arco por siglo, y el error para otros planetas básicamente no es medible.
Para algunas interacciones, no existe un buen modelo clásico, pero la mecánica clásica está bien para muchos.
- ¿Por qué el tiempo solo parece fluir en una dirección?
- Si viaja a la velocidad de una bala y dispara un arma cargada, ¿volverá la bala al arma o duplicará su velocidad para un observador externo?
- ¿Cómo un generador de gas, usado en un motor de cohete líquido, aumenta el volumen sin alterar significativamente la temperatura?
- ¿Qué cantidad de fuerza sería necesaria para mover un objeto esférico en el espacio con un peso de 50 kg para viajar 1 m / s en una distancia de 1 km, en 1 hora?
- ¿La presión dentro y fuera de un globo bien inflado es la misma?
Editar para agregar :
El comentario sobre la pregunta destaca la electrodinámica clásica versus la teoría cuántica / QED y similares. ¿Dónde están las compensaciones, dónde sale mal el modelado entre ellas, etc.
Esa es una pregunta interesante, históricamente. El período de tiempo entre el momento en que se resolvió la electrodinámica clásica hasta que se demostró que era inadecuado fue realmente corto, del orden de 35 años, y el período de tiempo desde que se demostró que era inadecuado hasta cuando surgió la teoría QED moderna también fue breve , también del orden de los 60 años.
De esos primeros 35 años, entre cuando Maxwell publicó su artículo que relacionaba la electricidad, el magnetismo y la luz, y cuando Planck publicó su artículo introduciendo cuánticos de luz, los físicos tuvieron que entender lo que escribió, idear una nueva notación para hacer que lo que él escribió fuera más comprensible , desarrolle pruebas para verificar que hizo lo que dijo que hizo, y luego comience a aplicar la teoría para explicar cosas que no puede explicar, así como llegar a comprender que las teorías de Maxwell no eran compatibles con las de Newton.
Desafortunadamente, es muy fácil señalar lugares donde la electrodinámica clásica falla y se necesita la teoría cuántica. Solo mira una vela. Hace calor y brilla. La electrodinámica clásica puede predecir que una vela caliente brillará, pero obtiene el color que brilla mal, drásticamente. El problema con la electrodinámica clásica es que permite que los campos electromagnéticos tengan energía arbitraria, independientemente de la frecuencia. Como tal, la distribución de la energía térmica en la luz de las velas sobre las frecuencias disponibles pone demasiada energía en la luz de alta frecuencia (azul). La llama de una vela debe ser azul / violeta brillante, no roja / amarilla.
Planck arregló esto suponiendo que la energía mínima para la luz debería ser proporcional a la frecuencia de la luz. Cuanto más azul sea la luz, más energía se necesitará para producirla, y con una distribución de energía dada por frecuencia, habrá menos luz azul que sin esa restricción. Tenía la intención de que esto fuera un truco matemático; dio el resultado de la forma correcta, pero se basó en un parámetro que llamó [math] h [/ math] (presumo por la misma razón por la cual las derivadas se definen en términos de [math] \ lim_ {h \ to0} [/ math ]. Su expectativa era llevar [math] h [/ math] a 0, y tener una teoría funcional de los objetos calientes brillantes. Desafortunadamente, cuando tomó [math] h [/ math] a 0, sus ecuaciones explotaron, solo como los intentos anteriores. Pero la teoría fue lo suficientemente buena usando un valor pequeño, pero no nulo, de [math] h [/ math]. El mejor acuerdo con el experimento fue con [math] h \ aprox 6.62 \ times10 ^ {- 34 } kg m ^ 2 / s [/ matemáticas].
Este es un número muy pequeño. Dada la energía de un fotón como [matemática] E = hf [/ matemática], incluso con la alta frecuencia de luz que aún funciona a una energía por fotón para que la luz azul esté en el rango de [matemática] 4.4 \ veces10 ^ {-19} J [/ math], que es minúsculo.
Sin embargo, es lo suficientemente grande como para ser detectado por el efecto fotoeléctrico, y en 1905, solo 5 años después de que Planck publicara su artículo describiendo su truco matemático de cuánticos de luz, Einstein publicó su artículo ganador del Premio Nobel que decía que ” truco “fue lo suficientemente real como para mostrar por qué y cómo funcionaba el efecto fotoeléctrico; esa luz actuaba como partículas, fotones, con una energía equivalente a [matemática] E = hf [/ matemática], y eran reales.
Mientras tanto, las personas que trabajan a frecuencias más bajas, usando gotas y gotas de fotones (ejercicio rápido: cuántos fotones por segundo es una estación de radio de 100MHz con un transmisor de 10kW que genera), descubren que los efectos cuánticos son borrosos y la teoría electrodinámica clásica Funciona bastante bien.
