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Física y Química 3.º ESO · La ciencia y el método científico

Científicas y científicos en una línea del tiempo

Objetivo: Al terminar, sabrás situar en una línea del tiempo algunos descubrimientos clave de la física y la química y a las personas que los hicieron, y relacionarlos con sus beneficios para la sociedad.

Explicación

La ciencia es una tarea colectiva

Los descubrimientos científicos no aparecen de golpe ni los hace una sola persona: cada investigador se apoya en el trabajo de los que vinieron antes. Newton lo resumió así: «Si he visto más lejos es porque me he subido a hombros de gigantes».

Durante siglos, muchas mujeres tuvieron muy difícil estudiar o investigar, y algunas de las que lo hicieron no recibieron el reconocimiento que merecían. Y en España también se han hecho aportaciones importantes a la física y la química.

Algunos hitos de la física y la química

Año (aprox.) Persona Descubrimiento Por qué importa
1610 Galileo Galilei (1564–1642) Observa con el telescopio las lunas de Júpiter; estudia la caída de los cuerpos con experimentos Defiende que hay que comprobar las ideas con experimentos
1687 Isaac Newton (1643–1727) Leyes del movimiento y ley de la gravitación universal Explican el movimiento de los planetas y hoy permiten lanzar satélites
1748 Antonio de Ulloa (1716–1795) Describe el platino, traído de América Un metal muy usado hoy en joyería y en los catalizadores de los coches
1783 Hermanos Juan José y Fausto Elhuyar Aíslan el wolframio en Bergara (Gipuzkoa) Se usó en los filamentos de las bombillas; su símbolo es W
1789 Antoine Lavoisier (1743–1794) y Marie-Anne Paulze Ley de conservación de la masa Nace la química moderna, basada en medir
1808 John Dalton (1766–1844) Teoría atómica La materia está formada por átomos
1831 Michael Faraday (1791–1867) Inducción electromagnética Base de los generadores de las centrales eléctricas
1869 Dmitri Mendeléiev (1834–1907) Tabla periódica Ordena los elementos y predice otros por descubrir
1898 Marie Curie (1867–1934) y Pierre Curie Descubren el polonio y el radio Radiactividad: hoy se usa en medicina (radioterapia)
1905 Albert Einstein (1879–1955) Teoría de la relatividad especial Cambia nuestra idea del espacio y del tiempo
1911 Ernest Rutherford (1871–1937) Descubre el núcleo del átomo Nuevo modelo de átomo
1938–1939 Lise Meitner (1878–1968) Explica la fisión nuclear, con Otto Frisch Base de la energía nuclear
1952 Rosalind Franklin (1920–1958) Obtiene la «Fotografía 51» del ADN con rayos X Clave para descubrir la estructura del ADN

Marie Curie fue la primera mujer que recibió un premio Nobel (Física, 1903) y la única persona que lo ha ganado en dos ciencias distintas (también Química, 1911). En cambio, el Nobel de Química por el descubrimiento de la fisión se concedió solo a Otto Hahn, compañero de Meitner durante muchos años.

La ciencia en España y en Madrid

Además de Ulloa y los hermanos Elhuyar, en España ha habido muchas personas que han contribuido a la ciencia y la técnica:

  • Juan de la Cierva (1895–1936) inventó el autogiro, antepasado del helicóptero; su primer vuelo con éxito fue en el aeródromo de Getafe en 1923.
  • Blas Cabrera (1878–1945), físico especialista en magnetismo, dirigió el Instituto Nacional de Física y Química, inaugurado en Madrid en 1932 (hoy, el Instituto de Química Física «Blas Cabrera», del CSIC).
  • Jenara Vicenta Arnal Yarza (1902–1960) fue la primera mujer doctora en Ciencias Químicas en España (1929).
  • Avelino Corma (nacido en 1951), químico, recibió en 2014 el Premio Príncipe de Asturias por sus catalizadores, que se usan para obtener combustibles y plásticos gastando menos energía.

La ciencia de hoy

La ciencia no es cosa del pasado. Algunos hitos recientes: la llegada del ser humano a la Luna (1969), el descubrimiento del bosón de Higgs en el CERN, el gran laboratorio europeo de física de partículas (2012), la primera detección de ondas gravitacionales (2015) o las vacunas de ARN mensajero contra la COVID-19 (2020). Hoy la ciencia la hacen grandes equipos de personas de muchos países.

Ciencia, tecnología y sociedad

La tecnología aplica los conocimientos científicos para fabricar objetos y resolver problemas. Los avances científicos nos traen beneficios (medicinas, electricidad, comunicaciones…), pero algunos también pueden tener riesgos si se usan mal (contaminación, residuos, armas). Por eso es importante que todos tengamos cultura científica: para entender las noticias y tomar buenas decisiones como ciudadanos.

Cómo se hace una línea del tiempo

  1. Busca el año más antiguo y el más reciente y elige una escala (por ejemplo, 1 cm = 25 años).
  2. Dibuja una recta y marca los años de la escala a intervalos iguales.
  3. Sitúa cada hito a la distancia que le corresponde y escribe al lado la persona y el descubrimiento.

Puntos clave

  • La ciencia avanza apoyándose en el trabajo de otras personas.
  • Hitos clave: Galileo (1610), Newton (1687), Lavoisier (1789), Dalton (1808), Mendeléiev (1869), Curie (1898), Meitner (1938–1939).
  • En España: Ulloa describió el platino y los hermanos Elhuyar aislaron el wolframio (1783).
  • Muchas científicas no recibieron el reconocimiento que merecían (Meitner, Franklin).
  • En una línea del tiempo, los años se sitúan a escala: distancias iguales para intervalos de tiempo iguales.
  • En España y en Madrid también se ha hecho ciencia: Juan de la Cierva (autogiro, Getafe, 1923), Blas Cabrera (magnetismo), Jenara Vicenta Arnal (primera doctora en Química).
  • La ciencia sigue avanzando hoy en grandes equipos internacionales (CERN, 2012; ondas gravitacionales, 2015).
  • Los avances científicos tienen beneficios y también pueden tener riesgos: la cultura científica ayuda a decidir bien.

Errores frecuentes

  • ErrorRepartir los hitos en la línea del tiempo a distancias iguales aunque estén separados por distinto número de años.

    Cómo corregirloUsa una escala: si 1 cm son 25 años, entre 1869 y 1898 (29 años) hay algo más de 1 cm.

  • ErrorPensar que cada descubrimiento es obra de un genio solitario.

    Cómo corregirloFíjate en los equipos y en quién trabajó antes: Lavoisier con Marie-Anne Paulze, los Curie, Meitner con Frisch y Hahn.

  • ErrorPensar que la ciencia y la tecnología son lo mismo.

    Cómo corregirloLa ciencia busca conocer y explicar (por qué cae un objeto); la tecnología usa ese conocimiento para fabricar algo útil (un paracaídas, un autogiro).

Ejemplos resueltos

  1. Ejemplo 1. Una línea del tiempo a escala numérico (escala)

    Queremos dibujar una línea del tiempo que empiece en el año 1600, con una escala de 1 cm = 25 años. ¿A cuántos centímetros del principio hay que situar los descubrimientos de Galileo (1610), Newton (1687), Lavoisier (1789), Mendeléiev (1869), Marie y Pierre Curie (1898) y Lise Meitner (1938)?

    Resolución

    Para cada año calculamos los años que han pasado desde 1600 y dividimos entre 25:

    Hito Años desde 1600 Distancia (cm)
    Galileo, 1610 10 10:25=0,410 : 25 = 0{,}4
    Newton, 1687 87 87:25=3,48≈3,587 : 25 = 3{,}48 \approx 3{,}5
    Lavoisier, 1789 189 189:25=7,56≈7,6189 : 25 = 7{,}56 \approx 7{,}6
    Mendeléiev, 1869 269 269:25=10,76≈10,8269 : 25 = 10{,}76 \approx 10{,}8
    Curie, 1898 298 298:25=11,92≈11,9298 : 25 = 11{,}92 \approx 11{,}9
    Meitner, 1938 338 338:25=13,52≈13,5338 : 25 = 13{,}52 \approx 13{,}5

    Se ve que los descubrimientos se van acumulando cada vez más deprisa a partir del siglo XIX.

  2. Ejemplo 2. Ficha biográfica: Marie Curie ficha biográfica

    Completa una ficha biográfica de Marie Curie con estos apartados: nombre y fechas, país, qué estudió y descubrió, reconocimientos, dificultades y por qué es importante hoy.

    Resolución

    • Nombre y fechas: Marie Curie (Maria Skłodowska), 1867–1934.
    • País: nació en Polonia y trabajó en Francia.
    • Qué descubrió: estudió la radiactividad y descubrió, con Pierre Curie, dos elementos nuevos: el polonio y el radio (1898).
    • Reconocimientos: Nobel de Física (1903) y Nobel de Química (1911). Primera mujer en ganar un Nobel.
    • Dificultades: en Polonia las mujeres no podían ir a la universidad, por lo que tuvo que irse a estudiar a París.
    • Importancia hoy: sus trabajos sobre la radiactividad están en el origen de la radioterapia y de la medicina nuclear.

Ejercicios

De menos a más. Intenta cada uno antes de mirar la solución.

  1. 1. Fácil

    Ordena estos hitos de más antiguo a más reciente: Mendeléiev publica su tabla periódica; Galileo observa las lunas de Júpiter; los Curie descubren el radio; Newton publica la ley de la gravitación; Dalton propone la teoría atómica; los hermanos Elhuyar aíslan el wolframio.

    Ver solución

    Galileo (1610) → Newton (1687) → Elhuyar (1783) → Dalton (1808) → Mendeléiev (1869) → Curie (1898).

    Con las fechas de la tabla: Galileo, 1610; Newton, 1687; hermanos Elhuyar, 1783; Dalton, 1808; Mendeléiev, 1869; Marie y Pierre Curie, 1898.

  2. 2. Fácil

    Relaciona cada descubrimiento con un beneficio actual:

    1. La radiactividad (Curie)
    2. La inducción electromagnética (Faraday)
    3. La ley de la gravitación (Newton)
    4. El wolframio (hermanos Elhuyar)

    a) Generadores de las centrales eléctricas. b) Filamentos de las antiguas bombillas. c) Tratamiento de algunos tumores con radioterapia. d) Cálculo de las órbitas de los satélites.

    Ver solución

    1-c, 2-a, 3-d, 4-b.

    1-c: la radiactividad se usa en radioterapia y medicina nuclear. 2-a: la inducción permite producir corriente eléctrica en los generadores. 3-d: la gravitación explica y permite calcular las órbitas. 4-b: el wolframio funde a temperatura muy alta, por eso se usaba en los filamentos de las bombillas incandescentes.

  3. 3. Fácil

    Calcula: a) cuántos años pasaron entre la publicación de las leyes de Newton (1687) y la relatividad de Einstein (1905); b) cuántos años tenía Lise Meitner en 1938, cuando explicó la fisión nuclear (nació en 1878).

    Ver solución

    a) 218 años. b) Unos 60 años.

    a) 1905−1687=2181905 - 1687 = 218 años. b) 1938−1878=601938 - 1878 = 60 años (según el mes de su cumpleaños, 59 o 60).

Para practicar más

  1. 1. Fácil

    Elabora una ficha biográfica de Lise Meitner o de Rosalind Franklin con estos apartados: nombre y fechas, país, qué descubrió, reconocimientos, dificultades e importancia hoy. Usa al menos dos fuentes fiables (una enciclopedia, la web de una universidad o de un museo de ciencia) y cítalas al final.

    Ver solución

    Respuesta abierta: ficha con nombre y fechas, país, descubrimiento, reconocimientos, dificultades e importancia, con dos fuentes citadas.

    Ideas que deberían aparecer:

    • Lise Meitner (1878–1968): física austriaca; explicó la fisión nuclear con Otto Frisch (1938–1939); tuvo que huir de la Alemania nazi; el Nobel de Química por la fisión fue solo para Otto Hahn; el elemento 109 se llama meitnerio en su honor.
    • Rosalind Franklin (1920–1958): química británica; obtuvo con rayos X la «Fotografía 51» (1952), clave para descubrir la estructura en doble hélice del ADN; su papel se reconoció tarde.
  2. 2. Media

    El símbolo químico del wolframio es W. a) ¿Quiénes lo aislaron por primera vez, en qué año y dónde? b) Busca por qué su símbolo es W y no otra letra. c) ¿Por qué crees que se usaba en los filamentos de las bombillas?

    Ver solución

    a) Los hermanos Juan José y Fausto Elhuyar, en 1783, en Bergara (Gipuzkoa). b) Por su nombre, wolframio (en alemán, Wolfram). c) Porque funde a una temperatura muy alta y aguanta el calor del filamento encendido.

    a) Los hermanos Elhuyar, en 1783, en el Real Seminario de Bergara. b) El símbolo viene del nombre wolframio (Wolfram), que es el que le dieron los Elhuyar; en inglés se llama tungsten, pero el símbolo se mantuvo. c) El filamento se pone incandescente (a muy alta temperatura) para dar luz; el wolframio es el metal con la temperatura de fusión más alta, así que no se funde.

  3. 3. Media

    El premio Nobel de Química por el descubrimiento de la fisión nuclear se concedió solo a Otto Hahn, aunque Lise Meitner había trabajado con él durante años y fue quien explicó el fenómeno junto con Otto Frisch. Escribe un párrafo (5–6 líneas) con tu opinión: ¿por qué crees que pasó? ¿Ocurre algo parecido hoy en otros ámbitos?

    Ver solución

    Respuesta abierta y argumentada.

    Se valora que el alumno:

    • explique el hecho con sus palabras;
    • proponga razones (dificultades de las mujeres en la ciencia de la época, que Meitner tuviera que huir de Alemania y trabajara lejos de Hahn, que el premio se diera a quien hizo el experimento químico…);
    • relacione con la actualidad (reconocimiento del trabajo en equipo, brecha de género en ciencia);
    • distinga sus opiniones de los hechos.

¿Cómo te ha ido con esta lección?