1.2 velocidad de la luz

Summary

El video explica la historia de los intentos de medir la velocidad de la luz, comenzando con Galileo en 1638, quien no pudo medirla debido a la rapidez de la luz. Más tarde, Romer en 1675 estimó la velocidad utilizando observaciones de las lunas de Júpiter, llegando a un valor de 2x10^8 m/s. Louis Foucault mejoró la precisión usando un experimento con espejos y una rueda dentada, calculando la velocidad de la luz como 3.3x10^8 m/s. Hoy en día, se emplean interferómetros avanzados para obtener mediciones aún más precisas.

Takeaways

• 😀 La velocidad de la luz se calcula usando las leyes de Maxwell y la ecuación de la onda electromagnética.
• 😀 El valor de la velocidad de la luz es aproximadamente 2.99 x 10^8 metros por segundo.
• 😀 Galileo fue el primer intento en medir la velocidad de la luz en 1638, pero no pudo debido a la corta duración de los intervalos de tiempo involucrados.
• 😀 Romer, en 1675, midió la velocidad de la luz observando las lunas de Júpiter y calculó un valor de 2 x 10^8 metros por segundo.
• 😀 Louis Fizeau, en su experimento de 1849, utilizó una fuente de luz, un espejo y una rueda dentada para medir la velocidad de la luz.
• 😀 El experimento de Fizeau dependía de ajustar la frecuencia de la rueda dentada para que la luz reflejada volviera a ser observada en el momento correcto.
• 😀 En el experimento de Fizeau, la luz recorría una distancia de 8630 metros antes de reflejarse y regresar al punto de observación.
• 😀 El cálculo del tiempo que tarda la luz en ir y regresar se basa en la distancia recorrida y la velocidad de la luz.
• 😀 La relación entre el ángulo angular de un diente de la rueda dentada y su frecuencia angular es clave en la determinación de la velocidad de la luz.
• 😀 Gracias a interferómetros y mejoras en los métodos de medición, hoy se puede calcular la velocidad de la luz con gran precisión, con una incertidumbre en el orden de metros por segundo.

Q & A

¿Cómo se determinó experimentalmente la velocidad de la luz por primera vez?

La primera persona en intentar medir la velocidad de la luz fue Galileo en 1638. Usó un experimento con lámparas, pero no pudo medir el tiempo debido a la rapidez de la luz, y concluyó que la velocidad de la luz era demasiado grande o incluso infinita.

¿Qué método utilizó Romer para medir la velocidad de la luz?

Romer utilizó las observaciones de las lunas de Júpiter, especialmente Io, y observó cómo la posición de la Tierra en su órbita afectaba el tiempo que tardaba en observar la luz reflejada. Con estos datos, estimó que la velocidad de la luz era de aproximadamente 2 x 10^8 metros por segundo.

¿Qué innovaciones introdujo Fizeau en su medición de la velocidad de la luz?

Fizeau utilizó un experimento con una fuente de luz, un espejo semi plateado y una rueda dentada. Ajustó la frecuencia de la rueda para que la luz se reflejara y regresara a tiempo para coincidir con el siguiente diente de la rueda, lo que le permitió medir el tiempo que tomaba la luz para recorrer una distancia determinada.

¿En qué consistió el experimento de Fizeau para medir la velocidad de la luz?

El experimento de Fizeau consistió en que la luz pasaba por una rueda dentada, recorría una distancia de 8,630 metros, se reflejaba en un espejo y regresaba a través de la rueda dentada. Se ajustó la frecuencia de la rueda para sincronizar la llegada de la luz con un diente específico de la rueda.

¿Cómo se relacionan la frecuencia angular y el tiempo en el experimento de Fizeau?

La relación entre la frecuencia angular y el tiempo en el experimento de Fizeau se expresa como el ángulo θ, que es igual a la frecuencia angular multiplicada por el tiempo necesario para que la luz viaje ida y vuelta.

¿Cómo se calcula el tiempo que tarda la luz en recorrer una distancia en el experimento de Fizeau?

El tiempo que tarda la luz en recorrer una distancia se calcula usando la fórmula t = 2l / c, donde 'l' es la distancia recorrida por la luz y 'c' es la velocidad de la luz.

¿Cómo se despeja la velocidad de la luz en el experimento de Fizeau?

La velocidad de la luz se despeja a partir de la ecuación de la relación entre el ángulo, la frecuencia angular y el tiempo. El valor calculado de la velocidad fue de 3.3 x 10^8 metros por segundo.

¿Qué avances en la medición de la velocidad de la luz se lograron después de Fizeau?

Después de Fizeau, se utilizaron interferómetros y otros instrumentos de medición más avanzados, lo que permitió obtener valores más precisos de la velocidad de la luz, con incertidumbres menores a metros por segundo.

¿Cuál fue la principal conclusión de Galileo sobre la velocidad de la luz?

Galileo concluyó que la velocidad de la luz era demasiado rápida para medirla con precisión, o incluso que podría ser infinita, ya que no pudo observar una variación en el tiempo al intentar medirla.

¿Por qué el experimento de Romer fue importante para la física de la época?

El experimento de Romer fue crucial porque fue el primer intento exitoso de medir la velocidad de la luz de manera cuantitativa. Su estimación de 2 x 10^8 metros por segundo proporcionó una referencia importante para la comprensión de la luz como fenómeno físico.