La Velocidad de la Luz Grupo: EuroFIME2 Debanhi Elizabeth Silva Duron 1662056 Elías Montoya Hernández 1665243

Introducción

Antecedentes Galileo Galilei (1564-1642) Hizo los primeros intentos para medir experimentalmente la velocidad de la luz.

Antecedentes Ole Roemer (1644-1710) Fue el primero en estimar la velocidad de la luz, cuando estudió una de las lunas de Júpiter. Midió el tiempo entre los eclipses y notó una variación de 1300 segundos. v=s/t = (3(10^11 m))/1300 s = 2.31(10^8) m/s

Antecedentes A. H. L Fizeau(1819-1896) Midió la velocidad de la luz con un sencillo experimento en el cual el usó un disco de estrobo rotatorio, un espejo plano, vasos plateados y una fuente de luz.

Antecedentes Albert A. Michelson ( 1852-1931) Usó el método focal, como resultado de refinar en 1850 el aparato desarrollado por Fizeau, cuando susitutuyó el disco de estrobo rotatorio por un espejo rotatorio.

Antecedentes Los métodos anteriores fueron válidos experimentalmente, pero el que realizó una medición precisa de manera teórica: James Clerk Maxwell. Entendió que la electricidad magnetismo eran manifestaciones del mismo concepto: energía cosmológica en forma de luz. Esto lo conduce a unir ambos aspectos y descubrir el Electromagnétismo.

Antecedentes Lo anterior al dividir la Constante eléctrica, entre la Constante magnética, y obtener su raíz cuadrada, lo cual es exactamente la velocidad de la luz…

Métodos experimentales Método Roemer C= 212.000 kilómetros por segundo Método Fizeau C= 3.02x 10⁸ m/s El método de Roemer: En la figura, se muestra el Sol, la Tierra, Júpiter y su satélite Io en su órbita alrededor de este planeta. El Sol ilumina Júpiter, que proyecta su sombra en el espacio. Io es el satélite más cercano de Júpiter y está situado prácticamente en el plano de su órbita alrededor del Sol. El satélite Io entra en la sombra proyectada por Júpiter por el punto I quedando oculto durante un pequeño intervalo de tiempo, y sale de la sombra por el punto E. La Tierra se mueve alrededor del Sol, después de N periodos de Io, la Tierra se encuentra en la posición B (conjunción) la más alejada de Júpiter. Sea P' el periodo de Io medido por un observador terrestre y P el "verdadero" periodo de Io. La distancia entre la Tierra y Júpiter se ha incrementado en AB=d=2UA, el diámetro de la órbita aproximadamente circular de la Tierra alrededor del Sol El astrónomo mide la diferencia NP'-NP=990 s, que será igual al cociente entre la distancia AB y la velocidad de la luz c. Método de Fizeau: Utiliza una rueda dentada de 720 dientes, que gira a una velocidad conocida y constante. Por medio de un soplete de hidrógeno y oxígeno produce una luz muy brillante que dirige a través de uno de los espacios que existe entre dos dientes de la rueda. El rayo de luz sale de su aparato, cuando la rueda se hace girar, el rayo de luz se interrumpe al ir interponiéndose en su camino los dientes de la rueda, que lo "corta en trozos" .Este rayo se dirige a un espejo situado a 8.633 metros de distancia, que lo refleja de nuevo hacia la rueda dentada, haciéndolo pasar en su camino de vuelta por el mismo punto por el que ha pasado en el camino de ida. Si la rueda está parada, Fizeau ve perfectamente el rayo luminoso de vuelta. Obsérvese que el único rayo que puede verse es justamente el de vuelta, ya que el de ida nunca llega al ojo del observador. En ese punto se hace girar la rueda con velocidad creciente. Llega un momento en el que el tiempo que tarda la luz en recorrer los 17266 metros es suficiente para que la rueda haya girado y el trozo de rayo de vuelta encuentre un diente en vez de un hueco. Método michelson: En la base de un edificio cercano al nivel del mar, Michelson y Morley construyeron lo que se conoce como el interferómetro de Michelson. Se compone de una lente semi-plateada o semi-espejo, que divide la luz monocromática en dos haces de luz que viajan en un determinado ángulo el uno respecto al otro. Con esto se lograba enviar simultáneamente dos rayos de luz (procedentes de la misma fuente) en direcciones perpendiculares, hacerles recorrer distancias iguales y recogerlos en un punto común, en donde se crea un patrón de interferencia que depende de la velocidad de la luz en los dos brazos del interferómetro. Cualquier diferencia en esta velocidad (provocada por la diferente dirección de movimiento de la luz con respecto al movimiento del éter) sería detectada. La distancia entre los espejos y el semi-espejo tiene una longitud "L", es decir, el "Recorrido 1" es igual al "Recorrido 2". Método Michelson Para más información acerca de los métodos consulte la siguiente página: http://historiaybiografias.com/luz/

Hoy en día… Michelson obtuvo medidas precisas y determinantes acerca de que la velocidad de la luz en el aire es de 2.997 x 108 m/s El valor aceptado actualmente de la velocidad de la luz es: 2.997925 x 10 ⁸ m/s

Dilatación del tiempo Cuando un objeto se acerca a la velocidad de la luz, un observador ve al objeto volverse pequeño, y su intervalo de tiempo se vuelve mayor, relativo a la longiud e intervalo de tiempo cuando el objeto está en reposo.

Fórmula y problemas c= λf La fórmula actual para medir la velocidad de la luz en un cierto ambiente, sistema o marco de referencia es la siguiente: c= λf Donde: c= velocidad de la luz λ = longitud de onda f= frecuencia

¡Tiempo de experimentar!

Experimento PLAY Explicar el comportamiento de las ondas electromagnéticas desarrolladas por la frecuencia del microondas en el chocolate, lo cual crea la velocidad cercana a la luz en el vacío por medio de la fórmula previamente mencionada.

Conclusión Recordar posteriormente invitar a la audiencia a una sesión de preguntas

Sesión de preguntas

Gracias por su atención.

Referencias Gibelli, Nicolás J. (1963) TECNIRAMA. Enciclopedia de la Ciencia y la Tecnología. El Método Focault. Ed: Códex. Buenos Aires, Argentina Historia y Biografías. (21 noviembre, 2014). Metodo para determinar velocidad de la luz método de fizeau.fecha de consulta: 11 septiembre 2015, Recuperado de: http://historiaybiografias.com/luz/ Shea J. H., Ole Rǿmer, the speed of light, the apparent period of Io, the Doppler effect, and the dynamics of Earth and Jupiter. Am. J. Phys. 66 (7) July 1988, pp. 561-569 Lopez, J, Moreno, E & Gomez, J. (2005) Museo Virtual de la Ciencia del CSIC. Sala de Óptica. La medida de la velocidad de la luz. Fecha de consulta: 11 septiembre 2015. Recuperado de: http://museovirtual.csic.es/salas/luz/luz17.htm