FUNDAMENTOS DE FÍSICA MODERNA MEDICIÓN DE LA VELOCIDAD DE LA LUZ Luis Felipe Cepeda Vargas -G1E05Luis- 15/06/2015

VELOCIDAD DE LA LUZ Investigue un método para medir la velocidad de la luz Método de Fizeau para medir la velocidad de la luz: Situado en la cumbre de una colina Fizeau colocó un espejo y una rueda dentada que giraba con velocidad graduable, y la enfrentó con otro espejo ubicado en la cumbre de otra colina, distante 8km de la primera. Al incidir un haz de luz sobre la rueda, el rayo se “dividía” en muchos rayos, que eran reflejados por el espejo. Si la rueda giraba con lentitud, la reflexión no podía verse, debido a que el rayo era interceptado por el siguiente diente. Fizeau observó que si aumentaba la velocidad de giro, los rayos volvían a atravesar la rueda sin ninguna intercepción. Conociendo esta velocidad de giro y la distancia que recorría el rayo (16km aproximadamente), pudo calcular la velocidad de la luz. Fizeau fue el primer investigador que logró determinar ese valor con un experimento realizado en la Tierra.

Expóngalo, ilustre diagramas experimentales: Cuando el espejo rotativo da un octavo de vuelta durante el tiempo que la luz emplea para ir al espejo fijo y volver, la siguiente cara del espejo está en la posición adecuada para reflejar la luz hacia el telescopio de observación.

Ejemplo: En el experimento de Fizeau, la rueda tenía 720 dientes y se observaba la luz cuando la rueda giraba a 25,2 revoluciones por segundo. Si la distancia entre la rueda y el espejo distante era de 8,63 Km, ¿ cuál fue el valor que obtuvo Fizeau para la velocidad de la luz ? La distancias total recorrida por la luz desde el hueco de la rueda a el espejo y vuelta, era de 2*8,63km=17,3km. La luz reflejada pasaba por el hueco siguiente de la rueda, de forma que la rueda había girado 1/720 revoluciones. Como la rueda daba 25,3 revoluciones por segundo, el tiempo empleado es: ∆𝑡= 1𝑠 25,3 𝑟𝑒𝑣 × 1 𝑟𝑒𝑣 720 =5,49× 10 −5 𝑠

El valor de la velocidad de la luz obtenido es de: 𝑐= ∆𝑥 ∆𝑡 = 17,3× 10 3 𝑚 5,49× 10 −5 𝑠 =3,15× 10 8 𝑚 𝑠 Éste valor obtenido es un 5% más alto. La luz visible se propaga a una velocidad constante en el vacío, ésta rapidez de denota con la letra 𝑐, dicha rapidez no de pende de la velocidad del objeto que está emitiendo luz, el valor de la constante 𝑐=299 792 458 𝑚 𝑠 ≈ 3 × 10 8 𝑚 𝑠 ó 3× 10 6 𝑘𝑚 𝑠 , además maxwell propone unas ecuaciones que describen los fenómenos electromagnéticos, unificando así los campos eléctrico y magnético, como se sabe que la luz es una radiación electromagnética ya que puede propagarse en el vacío, por tanto están inmersas la constantes de permitividad eléctrica( describe como un campo eléctrico afecta y es afectado por un medio )y permeabilidad magnética(es la capacidad de una sustancia o medio para atraer y hacer pasar a través de ella campos magnéticos) y se relacionan mediante la siguiente ecuación (wikipedia, 2015): 𝑐= 1 𝜀 0 𝜇 0 Dónde: Permitividad eléctrica: 𝜀 0 = 10 7 4𝜋 𝑐 2 𝐹 𝑚 Permeabilidad Magnética: 𝜇 0 =4𝜋 10 −7 𝑁 𝐴 2

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Referencias bibliográficas Hewitt, P. (2007). Cuantizaxión y la constante de Planck. En P. Hewitt, Física conceptual (págs. 601-602). Mexico D.F.: Pearson Educación. Hewwit, P. (2007). Partículas como ondas: difracción de la luz. En P. Hewwit, Física conceptual (págs. 608-609). México D.F.: Pearson educación. wikipedia. (6 de Junio de 2015). Velocidad de la luz . Obtenido de Wikipedia : http://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_de_la_luz