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FUNDAMENTOS DE FÍSICA MODERNA MEDICIÓN DE LA VELOCIDAD DE LA LUZ
Andrés Camilo Suárez Leaño 18/06/2015
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VELOCIDAD DE LA LUZ Contenido
Métodos para medir la velocidad de la luz Recopilación de imágenes. Videos y Url. Referencias bibliográficas.
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Método para medir la velocidad de la Luz.
La luz avanza tan aprisa que nada en nuestra experiencia cotidiana nos conduce a pensar que su velocidad no sea infinita. Se: requiere una considerable penetración inclusive para preguntar “Con qué rapidez se mueve la luz?” Galileo se hizo esta pregunta y trató de contestarla experimentalmente. Su obra principal, Dos Nuevas Ciencias, publicada en Holanda en 1638, esté escrita en forma de una conversación entre tres personajes ficticios llamados Salviati, Sagredo y Simplicio. Reproducimos una parte de lo que decían acerca de la velocidad de la luz. Simplicio: La experiencia cotidiana nos muestra que la propagación de la luz es instantánea; porque cuando vemos que se dispara un cañón a distancia, el fogonazo llega a nuestros ojos sin que transcurra ningún tempo mientras que el sonido llega a nuestros oídos sólo después de un intervalo perceptible.
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Sagredo: Bien, Simplicio, lo único que yo puedo inferir de esta experiencia tan común es que el sonido al llegar a nuestros oídos viaja más lentamente que la luz; no me informa si la llegada de la luz es instantánea o si, cuando sea sumamente rápida, de todas maneras invierte algún tiempo.. Sagredo: quien evidentemente es Galileo mismo, describe entonces un método posible para medir la velocidad de la luz. El ayudante se colocan frente a frente separados alguna distancia la noche. Cada uno de ellos lleva una linterna que puede tapar destapar a voluntad. Galileo comenzó el experimento descubrí su linterna. Cuando la luz le llegó al ayudante éste destapó su propia linterna, cuya luz fue vista por Galileo.
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En 1675 Ole Roemer un astrónomo danés que observaba en Paris, hizo algunas observaciones de los satélites de Júpiter de las cuales se puede deducir una velocidad de la luz de 2 X 108 m/seg. Aproximadamente 50 años más tarde, James Bradley, un astrónomo inglés, hizo algunas observaciones astronómicas de naturaleza totalmente diferente, de las cuales se puede deducir un valor de 3.0 X 108 m/seg. En 1849, Hippolyte Louis Fizeau ( ), un físico francés, fue el primero que midió la velocidad de la luz por un método no astronómico, obteniendo un valor de 3.13 X 108 m/seg. Para comenzar no nos fijemos en la rueda dentada. La luz de la fuente S se hace convergente mediante la lente L, es reflejada por el espejo M1, y forma en el espació en E una imagen de la fuente. El espejo M, se llama “espejo semiplateado”, su capa reflectora es tan delgada que sólo la mitad de la luz que le llega es reflejada, siendo transmitida la otra mitad.
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La luz de la imagen en F entra a la lente L2 y sale como un haz de rayos paralelos; después de pasar por la lente L3 es reflejada siguiendo su dirección original, pero en sentido contrario hacia el espejo M2. En el experimento de Fizeau la distancia 1 entre M2 y F fue de m, o sea, 5.36 millas. Cuando la luz llega al espejo M1 otra Vez algo de ella es transmitida, entrando al ojo del observador por la lente L1. El observador verá una imagen de la fuente formada por la luz que ha viajado una distancia 2.L entre la rueda y el espejo M2 de ida Y regreso. Para medir el tiempo que tarda el haz de luz en ir y regresar se necesita proveerlo, en alguna forma, de un marcador. Esto Se hace “cortándolo” con una rueda dentada que gira rápidamente. Supóngase que durante el tiempo de ida y vuelta 2L/c, la rueda ha girado exactamente lo necesario para que cuando una determinada «porción de luz» regresa a la rueda, el punto F está tapado por un diente. La luz pegará contra la cara del diente que está hacia M2 y no llegará al ojo del observador.
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En 1670, por primera vez en la historia, el astrónomo danés Olaf Rómer pudo calcular la velocidad de la luz. Se hallaba estudiando los eclipses de uno de los satélites de Júpiter, cuyo período había determinado tiempo atrás. Estaba, pues, en condiciones de calcular cuándo habrían de producirse los próximos eclipses. Se dispuso a observar uno de ellos, y con sorpresa vio que a pesar de que llegaba el instante tan cuidadosamente calculado por él, el eclipse no se producía, y que el satélite demoró segundos más en desaparecer. Asombrado, revisó cuidadosamente sus cálculos y comprobó que eran correctos. ¿Qué había sucedido? Para comprenderlo mejor, hagamos la siguiente comparación: imaginemos que la sirena de una fábrica .nena todos los días exactamente a las 12. Un señor que vive a 350 m de ella la oirá a las 12 horas y 1 segundo, pues la velocidad del sonido es de 350 m/s. Si un día este señor se va de paseo, y a las 12 se encuentra a 700 m de la fábrica, no se asombrará de oír la sirena a las 12 y 2 segundos, por que él sabe que el sonido tiene una velocidad de 350 m/s.
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Veamos el método de Foucault
Veamos el método de Foucault. La luz producida en un manantial luminoso pasaba a través de una lámina de vidrio y, después, a traves de una lente convergente que la concentraba en la superficie de un espejo plano. Otro espejo, cóncavo, se disponía de forma que la luz que reflejaba el plano llegaba a un foco y se reflejaba siguiendo el mismo camino que a la ida. Cuando la luz llegaba de nuevo al espejo plano se reflejaba, y esta luz reflejada convergía formando una imagen de la fuente luminosa, que se observaba a través de un anteojo. Si el espejo plano giraba, la luz que reflejaba al volver a él lo encontraba en otra posición y, por tanto, la imagen en el anteojo estaba ligeramente corrida. La velocidad de la luz podía calcularse a partir de la velocidad de rotación, la magnitud del movimiento y la distancia entre los espejos. Existen modificaciones del método original, que permiten obtener resultados más precisos.
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Recopilación de Imagenes
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Videos Relacionados https://www.youtube.com/watch?v=55Kxo5FGmGU
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Referencias Bibliograficas
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