Metode de Determinare a Vitezei Luminii

Metode de determinare a Vitezei Luminii

Grejdeanu Andreea

--Viteza Luminii--

Viteza luminii în vid este o importantă constantă fizică universală

• Este viteza de propagare a luminii în vid - independent de Parametrii fizici ai luminii(culoarea, intensitatea, direcția, polarizarea sau durata propagării )

• Lumina se propagă cu viteză atât de mare încât nici un fapt empiric comun nu permite evaluarea sa pe cale obișnuită
• De-a lungul istoriei au existat polemici științifice și filozofice privind caracterul finit sau infinit al vitezei ei.

• Odată cu dezvoltarea metodelor de măsurare și apariția unor noi modele ce descriau natura, în epoca renașterii se punea tot mai frecvent întrebarea:

Cât de repede se propagă lumina?

Experiența lui Galileo Galilei („metoda lanternei și paravanului”)

Galileo Galilei a fost cel care a ridicat cel mai tranșant această problemă, în prima jumătate a secolului al XVII-lea, încercând să determine viteza luminii, mai întâi pe cale experimentală (în jurul anului 1620), apoi a teoretizat problema metodei de determinare.

Experimentul

• Experimentul lui a constat dintr-o procedură simplă cu ajutorul unei lanterne asupra căreia acționează un paravan.
• În urma observațiilor Galileo a concluzionat că prin raportul dintre dublul distanței dintre cei doi și intervalul de timp ar fi trebuit să găsească valoarea vitezei de propagare a luminii în aer.
• Rezultatul experienței a fost un eșec, din cauza faptului că Galilei nu a putut pune în evidență o diferență de timp între cele două momente.

Măsurătorile lui Ole Rømer

• Primele rezultate de determinare au fost obținute în 1676 de către Ole Rømer care studia prin telescop mișcarea satelitului Io al lui Jupiter.

Title here

Title here

• Din aceste observațiile el a dedus că lumina parcurge o distanță egală cu diametrul orbitei Pământului în 22 de minute.

Title here

Title here

Cu distanțele astronomice cunoscute în acele timpuri, Rømer ar fi ajuns la o viteză a luminii de aproximativ 213 000 km/s.

Title here

Title here

Observațiile lui Rømer asupra eclipselor satelitului Io văzute de pe Pământ.

Metoda lui Fizeau

În 1849 fizicianul Louis Fizeau a construit un dispozitiv care folosea un sistem complicat de oglinzi, lentile şi o roată dinţată. Un fascicul foarte intens de lumină era trimis prin acest dispozitiv.

• Acest dispozitiv a fost montat între două dealuri la o distanţa totală parcursă de lumină de aproximativ 17 266 de m.
• Folosind acest sistem Fizeau a determinat pentru viteza luminii valoarea de 315 300 km/s.

Metoda lui Michelson - Foucault

Prima măsurătoare precisă a vitezei luminii a fost făcută de fizicianul american Albert Michelson care a preluat şi îmbunătăţit metoda lui Leon Foucault.

Rezultatul experimentului făcut de A. Michelson în 1878 a fost de 299 910±50 km/s. Experimentul a fost îmbunătăţit ,astfel Michelson a obţinut în 1883 o nouă valoare şi anume de 299 853±60 km/s. Pentru determinarea vitezei luminii Albert Michelson primeşte premiul Nobel pentru fizică în 1907 (fiind primul american care obţine această importantă distincţie).

Valoarea exactă a vitezei luminii

Determinările cantitative ale valorii vitezei luminii au devenit de-a lungul timpului din ce în ce mai precise, odată cu perfecționarea metodelor și dispozitivelor experimentale

• În 1973, NBS din Colorado, a măsurat Viteza Luminii cu ajutorul unui laser, folosind metoda interferometrică, iar Valoarea acesteia a fost de 299.792,4574 m/s cu o eroare relativă de măsurare de 0,001 km/s.

• Poți călători cu viteza luminii?

Teoria relativităţii a lui Albert Einstein sugerează că acest lucru este imposibil. Teoria sa a demonstrat că dacă un corp îşi măreşte viteza, îşi măreşte şi masa relativă,iar la o viteză ca cea a luminii, masa relativă trebuie să fie infinită , ca și energia corpului,fapt,deocamdată, imposibil.

• Ce impact are viteza luminii asupra timpului?

Cu cât viteza este mai apropiată de cea a luminii, cu atât timpul trece mai lent. Asta înseamnă că dacă ajungi să ai viteza luminii, timpul se oprește în loc, iar dacă reușești cumva să o depășești, timpul va merge înapoi.

• Simularea propagării unei raze luminoase de la Pământ la Lună, aflate la aproximativ 384 400 km, proces care durează circa 1,282 secunde.

PRIVEȘTE

Vizualizarea Vitezei Luminii

Concluzie

În concluzie ,toate metodele de determinare a vitezei luminii au dus la formarea unei valori exacte ,dar și la aflarea unei constante universală importantă în domeniul fizicii.