FUNDAMENTOS DE FÍSICA MODERNA MEDICIÓN DE LA VELOCIDAD DE LA LUZ Sergio Toledo Cortes -G2E31- Junio/14/2015

Velocidad de la luz En el vacío es por definición una constante universal de valor 299.792.458 m/s(suele aproximarse a 3·108 m/s). Se simboliza con la letra c, proveniente del latín celéritās (en español celeridad o rapidez), y también es conocida como la constante de Einstein.  La rapidez a través de un medio que no sea el "vacío" depende de su permitividad eléctrica, de su permeabilidad magnética, y otras características electromagnéticas. 

Velocidad de la luz Si a una partícula que se desplaza a velocidades próximas a la de la luz le comunicamos energía, ésta se traduce en un aumento de masa de la partícula y no en un aumento de velocidad, por eso decimos que no es posible que un cuerpo alcance la velocidad de la luz. Según los cálculos de Einstein, si pudiéramos ver un cuerpo que se moviera a unos 260.000 km/s observaríamos que su masa se ha duplicado con respecto a la que tenía en reposo.

Experimento de Fizeau y Foucault Fue llevado a cabo en 1850 para determinar por primera vez la velocidad de la luz con elevada precisión. El método fue desarrollado originalmente por el físico francés Hippolyte Fizeau en 1849 (ver esquema), y perfeccionado un año más tarde por León Foucault para alcanzar resultados más precisos.

Experimento de Fizeau y Foucault Nacidos ambos el mismo año y amigos, fueron dos de los físicos más relevantes del siglo XIX. Foucault y Fizeau trabajaron juntos durante algunos años, hacia 1840, siendo los primeros en obtener una imagen fotográfica del Sol.  Fue la primera determinación de la velocidad de la luz en la Tierra y fue de gran importancia ya que, por necesitar distancias relativamente pequeñas, se pudo determinar la velocidad de la luz en aire y en agua.

Experimento de Fizeau y Foucault El método Fizeau-Foucault consiste en enviar un rayo de luz sobre un espejo rotativo, que desvía el haz hacia otro espejo secundario fijo, que se encuentra a una distancia considerable (unos 35 km en el montaje original). 

Experimento de Fizeau y Foucault  Cuando el espejo gira a una velocidad suficientemente elevada para que el tiempo de que tarda en dar una vuelta sea comparable al tiempo que tarda la luz en ir y volver en su recorrido, la señal luminosa se observa a una distancia fácilmente medible del orificio por el que sale el rayo luminoso.

Experimento de Fizeau y Foucault En estas circunstancias es fácil determinar el ángulo que se ha desviado el rayo. Como se conoce la velocidad de rotación, se determina el tiempo que ha tardado el espejo en girar la mitad de ese ángulo. En este tiempo la luz ha recorrido y de esa cifra se obtiene el valor de la velocidad.

Videos https://www.youtube.com/watch?v=7CUE1Bpz4hM

Bibliografia. Velocidad de la luz: http://www.educaplus.org/luz/velocidad_luz.html. Léon Foucault : http://museovirtual.csic.es/salas/luz.