Técnicas e instrumentos para la enseñanza de las leyes físicas del siglo XIX

 

     El presente trabajo es fruto del interés de la Dirección de la Escuela Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad Politécnica de Cartagena en la recuperación del instrumental científico del siglo XIX. El objetivo es exponerlo al público en general, particularmente a los escolares de la región con fines didácticos. Está dirigido desde el Departamento de Ingeniería Electrónica de la UPCT por el Dr. D. Joaquín Roca Dorda. También existe interés por parte del Ministerio de Educación en recuperar este instrumental para su exposición en museos didácticos. En Murcia es el I.E.S. Alfonso X El Sabio el que ha logrado recuperar mucho de su vasto patrimonio, debido a ser el primer centro de segunda enseñanza y superior en la provincia. Otros centros históricos están realizando la misma tarea. Es el caso del I.E.S. Ibáñez Martín de Lorca, del que proceden la mayor parte de los instrumentos que aparecen en este sitio web. Quiero por ello agradecer a los profesores del Departamento de Física y Química, Mª Ángeles Delgado y J. Damián López, pertenecientes a ese Instituto lorquino, la ayuda desinteresada que me han prestado. También a Ángel Franco García, de la Universidad del País Vasco, que ha proporcionado algunos applets. A todos ellos, muchas gracias de parte del autor, José A. Vera

 

JUSTIFICACIÓN HISTÓRICA

 

     Sólo el hombre es consciente de su propia existencia. Piensa en lo que puede ser y en lo que puede hacer ahora y planear lo que será el futuro. Si le surge una necesidad o un problema, no importa que, va a intentar solucionarlo. Las necesidades individuales, sociales, también históricas, unas pocas veces el azar, han sido los verdaderos impulsores del desarrollo técnico y científico. En un primer momento las necesidades como el vestir, vivienda y el alimento eran lo esencial. Desarrolla por tanto herramientas cada vez más complejas para la caza. Es capaz de producir diferentes cosechas, arreglar el terreno y sabe como regar el terreno que se halla a cierta distancia del río. Construye las viviendas con ladrillos de adobe principalmente, pero también trabaja con la piedra y la arcilla. El descubrimiento de los metales y su tratamiento le sirve para hacer diferentes utensilios que cubren sus necesidades cotidianas, pero también le sirve como ornamento, y sobre todo, las sociedades que mejor lo desarrollan, en Mesopotamia principalmente, se convierten en los primeros imperios. 

     Los periodos en los cuales la ciencia se ha desenvuelto los podemos dividir en los siguientes:

Edad Antigua: las primeras civilizaciones destacan en el tratamiento de los metales, en construcción de viviendas y en la agricultura. Grecia recoge todo el bagaje anterior, pero ofrecen sus hipótesis para comprender el mundo que les rodea. Algunas de esas teorías estuvieron vigentes durante muchos siglos.

Edad Media: en la cultura árabe la que brilla con luz propia. Durante varios siglos han asimilado en Persia y en Egipto el helenismo. Tienen contactos comerciales con las civilizaciones de Oriente. De esta asimilación emergen grandes matemáticos, astrónomos, médicos, químicos (alquimistas) y pensadores.

Edad Moderna: nacen los estados europeos modernos, y hay una tendencia cada vez más acusada, a limitar el poder que tiene la iglesia en el control del pensamiento y desarrollo científico. Destacan Copérnico, Giordano Bruno, Tycho Brahe, Galileo y  Kepler en astronomía. Pero es Newton, un FISICO, quien termina de modelizar el movimiento de los cuerpos. Un contemporáneo de Newton, aunque no amigo de este, Hooke, conocido por su teoría de la elasticidad y  en cierto modo, precursor de la teoría de la gravitación, es recordado ahora por su contribución a la ciencia aplicada. Es la mecánica clásica, que se estudia en nuestros días.

Edad Contemporánea: aunque todavía no se conocen sus causas, se desarrollan la electricidad y el calor. En un principio, se hacen numerosas demostraciones lúdicas ante publico asombrado de los fenómenos eléctricos, pero pronto se conocerá la interacción entre la electricidad y el magnetismo. Esto abrirá la puerta definitivamente al espectacular desarrollo tecnológico de siglo XIX. La segunda mitad del siglo ve cambios importantes en el campo de la electricidad  y el magnetismo, tanto a nivel teórico como a nivel práctico. Los investigadores, a tenor de los descubrimientos, orientan sus trabajos a la electricidad física. Aparecen los primeros laboratorios universitarios para dedicarse tanto la enseñanza como la investigación. El físico académico se acerca a la industria. Los físicos trabajan a lado de los fabricantes de instrumentos. También trabajan al lado de los fabricantes de máquinas. Tienen algo que decir en el alumbrado público (luz eléctrica) y en la nueva era industrial. Se hacen pruebas en talleres, en fábricas para poner a punto y patentar productos que se puedan comercializar. Ahora los descubrimientos físicos tienen su aplicación directa en la industria, en el hogar, cubren necesidades, como ya sucede desde hace tiempo con la química. A finales de siglo se hacen aplicaciones en corriente alterna. Se investiga con aparatos de emisión y recepción. La válvula termoiónica (Fleming) fue inventada para  medir corrientes alternas, pero Marconi la usó como receptor de telegrafía. Finalmente, se llegó a un acuerdo en un sistema internacional de medidas. Ahora todos los instrumentos estaban calibrados para esas medidas. Un físico que trabaja en París y otro en Londres pueden usar en el laboratorio el mismo instrumento. Curiosamente es a finales de siglo cuando se conoce la naturaleza del calor y la electricidad. Y muy poco tiempo después, pero en el siglo veinte, Albert Einstein y Max Planck son los físicos que están en la vanguardia no sólo de la física, sino de la ciencia. Se comienza con la física comtemporánea. El primero predijo la equivalencia entre materia y energía, entre espacio y tiempo y entre la gravitación y los efectos de la aceleración de un sistema. El segundo intuyó la dualidad onda-corpúsculo. La materia sólo puede absorber o emitir energía en partes o pequeños paquetes llamados cuantos.

 

     Sólo dedicaremos nuestro estudio los instrumentos científicos del siglo XIX.

 

    La mayor parte de las fotografías de los instrumentos que aparecen en este trabajo son del IES Ibáñez Martín. Fueron adquiridos, según las Memorias del Gabinete de Física y Química, a lo largo de la segunda mitad del siglo XIX.  Estos instrumentos servían para realizar los experimentos de las lecciones de Física y de Química. Generalmente era el profesor el que exponía ante la clase el manejo del aparato y su demostración de la ley física. El interés es tanto histórico, patrimonial y también didáctico. En la mayor parte de los casos, el diseño del aparato es evocador de la ley física que pretende demostrar. Es admirable la labor de los proyectistas de estos aparatos didácticos y además, exactos. Es por eso, que, en parte, cumplen todavía el objetivo que el cual construidos. Recopilados los diversos instrumentos que posee la Universidad Politécnica de Cartagena, servirán para exposición y visita de escolares, que les servirá como complemento a su formación en las asignaturas de ciencias.

 

Bibliografía:

JOSEP SIMÓN CASTELL. La Electricidad y el Magnetismo. La evolución de las mediciones eléctricas. Departamento de Historia de la Ciencia y Documentación. Universidad de Valencia

PEDRO RUIZ CASTELL. La colección de instrumentos científicos del Departamento de Termodinámica. Departamento de Historia de la Ciencia y Documentación. Universidad de Valencia

DELGADO, Mª ÁNGELES, LÓPEZ, J. DAMIÁN Y OTROS: La recuperación del material científico de los gabinetes y laboratorios de Física y de Química de los institutos y su aplicación a la práctica docente en secundaria, en XXI Encuentros de Didáctica de las Ciencias Experimentales. Servicio editorial UPV, 2004, pp.361-380.

página inicio