¿Cuál es la diferencia entre los principios y las leyes en física? Principios como el principio de menor acción y leyes como la ley del electromagnetismo.

Hay leyes de la física y hay principios de la física. Ejemplos de principios son:

  • Principio de relatividad : las leyes físicas toman la misma forma en todos los sistemas de referencia (Einstein).
  • Principio de relatividad especial: la velocidad de la luz es la misma para todos los observadores (Einstein).
  • Principio de equivalencia : la masa inercial y gravitacional son iguales (Einstein).
  • Principio de exclusión de Pauli : no hay dos partículas con los mismos números cuánticos pueden estar en la misma posición en el espacio y el tiempo.
  • Principio de simetría CPT : las leyes físicas son invariables bajo conjugación de carga, transformación de paridad e inversión de tiempo.

Ejemplos de leyes son:

  • Segunda ley de Newton : F = ma.
  • Ley de Hooke : σ = Eϵ.
  • Ley de Gauss : ∇E = ρ.
  • Ley de Faraday : ∂B / ∂t + ∇ × E = 0.
  • Ley de Amperios: ∂E / ∂t − ∇ × B = J.

Conclusión:

  • Los principios pertenecen a la física moderna.
  • Las leyes pertenecen a la física clásica (mecánica y electromagnética).
  • Las leyes se expresan en fórmulas matemáticas cuantitativas.
  • Los principios se expresan en palabras.
  • Las leyes son declaraciones sobre la realidad física (que pueden o no ser ciertas).
  • Los principios expresan estipulaciones que deben ser respetadas por los físicos, que no son declaraciones sobre la realidad física que pueden ser verdaderas o falsas, sino definiciones que son verdaderas por construcción.

Editar: Producido del blog de un profesor.

Me gustaría incluir un término más, ‘Teoría’ aquí. (Para una mejor comprensión)

¡Vivimos en un mundo donde cuestionamos todo! (Incluso Dios, soy un creyente 🙂). Entonces, en un intento de saciar esta insaciable sed de preguntas, se nos ocurren teorías. Una teoría no es más que una confirmación firme (una consistencia lógica) o, para ser más precisos, es la conclusión sobre cierta cantidad, materia o cualquier cosa basada en algunas observaciones / hechos verdaderos. Estos son los principios.

Ahora, los principios y las leyes están muy relacionados. El alcance de la relación de los dos se puede sentir a través de esta imagen- 😛
Javier Bardem y Jeffrey Dean Morgan (Si Javier debe ser nombrado como un ‘Principio’, entonces Jeffrey sería una ‘ley’)

Llegando al punto
Me gustaría mencionar una declaración de F. Woodbridge Constant, ex presidente del departamento de física del Trinity College y autor de los “Principios Fundamentales de Física” y “Leyes Fundamentales de Física” – “ un principio le dice a los físicos cómo funciona el mundo en general. Los principios tienden a no ser reglas específicas que se pueden escribir en términos matemáticos. En cambio, son más bien como teorías orientadoras que permiten a los científicos hacer predicciones sobre nuevos fenómenos y desarrollar nuevas leyes que expliquen claramente los fenómenos “.

Simplifiquemos las líneas mencionadas del gran, Excmo. Woodbridge Constant. (A veces, los físicos o aquellos relacionados con la física no se preocupan por su nivel de comodidad o debería decir, su nivel de comprensión. Debe ser lo suficientemente agudo y atento al analizar las ideas subyacentes profundas detrás de sus palabras. 🙂)
Considere, por ejemplo, ¡LA LEY DE GRAVEDAD DE NEWTON!
¿Qué dice?
“La ley de gravedad de Newton es la afirmación de que la fuerza por la cual una partícula de masa M actúa sobre una partícula de masa m tiene una magnitud GMm / r ^ 2 y una dirección de m a M.”

¿Qué sucede si le pregunto qué significa ” PRINCIPIOS DE GRAVEDAD DE NEWTON”?
No te diré la respuesta. Me gustaría que hagas un poco de tarea. 🙂

Prefiero tomar otro ejemplo (una pista para esa pregunta)
¿Recuerdas el famoso “Principio de incertidumbre”?
¿Por qué es incierto? 😛

Establece que cuando mide dos aspectos de una partícula física, como al medir tanto la posición como la velocidad de un objeto, nunca puede conocer ambos aspectos con una precisión perfecta. Si bien este principio no tiene una forma matemática propia, ha guiado, como todos los buenos principios , a los físicos a desarrollar enunciados matemáticos específicos para casos específicos, como la posición y el momento de una partícula que se mueve en una caja.

Tenemos algunas leyes que son irrompibles, como las leyes de movimiento de Newton, la ley de Ohm, la ley de Faraday, etc., mientras que, por otro lado, tenemos principios que son tan inciertos y carecen de una definición matemática clara (y, por lo tanto, ¡cuestionados!).

¡¡¡Gracias!!!

Simplemente diciendo que el principio no es nada pero no tiene ninguna solución en formato matemático, sino que también tiene algunas excepciones.

Pero una ley no tiene excepciones, se probó en formato de ecuación matemática.