Velocità della luce

VELOCITà DELLA LUCE

Quali sono stati i tentaivi di misura nel corso della storia e quanto è affidabile il valore che conosciamo?

Esperimentistorici

Contenuti

Applicazionitechnologiche

Perché non si può misurare

Finitezza di c

Sitografia

Esperimenti

Altri

focault

Fizeau

Roemer

Galileo

L'esperimento di galileo galilei

Il suo progetto prevedeva l’aiuto di un suo allievo e di due lanterne. Galileo e il suo allievo si sarebbero dovuti porre su due colline, a distanza di circa 1 miglio, con le due lanterne schermate. Quando Galileo scopriva la sua lanterna, anche l’allievo avrebbe dovuto fare lo stesso.

n questo modo si pensava di poter misurare il tempo trascorso tra l’accensione di una lanterna e la visione della luce di risposta e di conseguenza la velocità della luce. Il tentativo non portò ai risultati sperati perché i tempi di reazione umani sono molto maggiori del tempo impiegato dalla luce per effettuare due volte il breve tragitto tra le 2 colline.

Esperimento di roemer

Le prime misure sulla velocità della luce furono effettuate, mediante osservazioni dei satelitti di Giove, da Roemer nel 1676.. Roemer osservò che il moto di “Io” , ma si notava una variazione nel periodo delle sue eclissi Dopo sei mesi di osservazione fu riscontrato un ritardo complessivo dell’ordine di 20 minuti.

Questo valore è circa il tempo impiegato dalla luce per attraversare l’orbita terrestre. Poiché Roemer disponeva di un valore piuttosto inaccurato del diametro dell’orbita terrestre ricavò una c = 214300 km/s

Esperimento di fizeau

Nel 1849 Fizeau escogitò un esperimento capace di misurare la velocità della luce con osservazioni condotte su distanze ma terrestri. Utilizzò due specchi distanziati di 8 chilometri e una ruota dentata. La luce veniva inviata attraverso una cavità tra due denti verso uno specchio; poi si doveva regolare la rotazione della ruota in modo da determinare la minore velocità angolare per cui al ritorno la luce incontrasse il dente successivo e non ri-attraversasse la ruota.

Fizeau ottenne una stima della velocità della luce pari a 315000 km/s.

Foucault, pochi anni dopo, perfezionò il metodo di Fizeau progettando un esperimento che consentiva di misurare la velocità della luce addirittura entro le mura di un laboratorio impiegando uno specchio rotante; arrivò a stabilire che la luce si propaga nel vuoto alla velocità di circa di 300000 km/s.

Altri

Nel 1801 Young realizza un esperimento da cui emerge la natura ondulatoria della luce. Anche Maxwell arriva al risultato sorprendente la velocità delle conde elettromagnetiche coincide con quella della luce: divenne così assodato che la luce fosse un fenomeno ondulatorio. Nel 1887 Michelson e Morely allo scopo di provare l’esistenza dell’etere idearono un esperimento che prevedeva la misurazione della velocità della luce in un sistema in moto rispetto a questo mezzo invisibile. La loro esperienza dimostrò la non esistenza dell’etere

Fisica della finitezza di c

E = Mc2

Nella “ Teoria della relatività ristretta” di Einstein pubblicata nel 1905, il secondo postulato riguarda proprio la finitezza della velocità della luce: la luce ha una velocità finita sempre uguale in tutti i sistemi riferimento inerziali.

Tachioni

Esistono alcune particelle teoriche chiamate tachioni, che si suppone abbiano una velocità intrinseca superiore a quella della luce. Esse sarebbero in grado di superare la velocità della luce e di spostarsi all’indietro nel tempo. Sebbene non esistano prove concrete della loro esistenza, nella comunità scientifica alcune teorie suggeriscono che i tachioni potrebbero avere una qualche forma di interazione con il mondo fisico.

Perché c non si può misurare

Consultare il seguente link https://drive.google.com/file/d/14yaf1xvFTDysmBtm3dicikRiofUYbtPt/view?usp=sharing

Applicazioni technologiche

Comunicazioni a velocità della luce

Le trasmissioni di dati attraverso fibre ottiche sfruttano la velocità della luce per consentire comunicazioni ad alta velocità. Questo è cruciale per la trasmissione di informazioni in reti di telecomunicazioni, internet ad alta velocità e altre tecnologie di comunicazione.

calcolo veloce ed elaborazione di dati

Nei computer e nei dispositivi elettronici, la velocità della luce è un parametro critico per la trasmissione delle informazioni tra i componenti. Minimizzare i ritardi nelle comunicazioni interni dei dispositivi contribuisce a migliorare le prestazioni dei sistemi.

MISURAZIONE E SENSORI

La velocità della luce è utilizzata in strumenti di misurazione avanzati come i lidar, che sfruttano impulsi laser e il tempo di volo della luce per calcolare la distanza e mappare l'ambiente tridimensionale. Questa tecnologia è fondamentale in applicazioni come la guida autonoma e la cartografia avanzata.

telescopi ed osservazioniastronomiche

Nell'astronomia, la velocità della luce è fondamentale per calcolare le distanze cosmiche e per interpretare le informazioni raccolte dai telescopi. Ad esempio, le immagini provenienti da telescopi spaziali come l'Hubble sono analizzate considerando il tempo che la luce impiega per raggiungere la Terra.

esperimenti scientifici avanzati

In alcuni esperimenti scientifici, la velocità della luce è un parametro critico per calcolare il tempo di volo di particelle subatomiche o per sincronizzare sistemi di misurazione avanzati.

Sitografia

https://wikipedia.org https://youtube.com https://www.scienzainrete.it/contenuto/partner/storia-della-velocita-della-luce https://www.gravita-zero.org/2023/05/qual-e-la-velocita-della-luce-in-km.html http://www.infinitoteatrodelcosmo.it/2021/07/19/conosciamo-realmente-la-velocita-della-luce/ https://www.roma1.infn.it/exp/webmqc/A.%20Einstein%20-Sull'elettrodinamica%20dei%20corpi%20in%20movimento%20-%201995.PDF

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Una delle maggiori conseguenze di questo postulato è la rinuncia al concetto di tempo assoluto cioè di un tempo identico per tutti i possibili osservatori dell’Universo. Questa rinuncia implica la perdita del concetto di simultaneità: due eventi che sono simultanei in un sistema di riferimento possono non esserlo in un altro. Altre conseguenze sono date dal fatto che, a velocità relativistiche si riscontrano una dilatazione dei tempi, una contrazione delle lunghezze ed un aumento della massa degli oggetti. Per la teoria della relatività di Einstein la velocità della luce è una costante universale che non può essere superata da alcun oggetto fisico nell’Universo. Quanto più ci si avvicina alla velocità della luce, tanto più l’oggetto diventa massiccio. Cercare di spingerlo per fargli superare la barriera della luce avrebbe come unico risultato quello di aumentare la sua massa di tantissimo, lasciandone la velocità inalterata. Ecco perché c non può essere mai raggiunta.

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