La velocidad de la luz
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| Series | Geophysical References Series |
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| Title | Digital Imaging and Deconvolution: The ABCs of Seismic Exploration and Processing |
| Author | Enders A. Robinson and Sven Treitel |
| Chapter | 1 |
| DOI | http://dx.doi.org/10.1190/1.9781560801610 |
| ISBN | 9781560801481 |
| Store | SEG Online Store |
Durante el siglo XVII, la cuestión de si la luz era una corriente de partículas o una rápida ondulación de materia etérea no estaba resuelta. En cualquier caso, los científicos generalmente coincidían en que la velocidad de propagación de la luz era extremadamente grande. El hecho de que su velocidad de propagación fuera finita fue determinado en 1676 por Olaf Roemer (1644-1710), de la siguiente manera. Roemer midió el período de la luna Ío en su órbita alrededor de Júpiter (Figura 7). Ío, que orbita Júpiter, actúa como un reloj. Roemer midió el período de esta luna cronometrando el tiempo que tarda la luna en dar una vuelta completa alrededor de Júpiter, es decir, el tiempo entre un eclipse y el siguiente. Cuando la Tierra estaba más cerca de Júpiter, Roemer descubrió que este período era de aproximadamente 42,5 días. A medida que la Tierra viajaba en su órbita y se alejaba de Júpiter, Roemer predijo que también ocurrirían eclipses sucesivos (vistos desde la Tierra) cada 42,5 días. Sin embargo, Roemer descubrió que tales eclipses ocurrían cada vez más tarde, hasta que después de seis meses, cuando la Tierra estaba en el punto más distante de Júpiter, el eclipse de Ío se produjo con un retraso considerable, que en cifras modernas es de unos 1000 s.
Tanto Júpiter como la Tierra giran alrededor del Sol. Como un año de Júpiter es mucho mayor que un año terrestre, ignoremos el movimiento de Júpiter y consideremos que está estacionario. También ignoremos la órbita elíptica de la Tierra y, para simplificar, consideremos que la Tierra se aleja en línea recta de Júpiter durante seis meses y luego regresa directamente a Júpiter durante los seis meses restantes del año. La distancia recorrida por la Tierra durante este hipotético camino de ida es, por lo tanto, el diámetro de la órbita terrestre, y la misma distancia se recorre en el camino inverso. En la época de Roemer, el diámetro de la órbita terrestre no se conocía con tanta precisión como hoy, por lo que, a los efectos de este análisis, utilizamos la cifra moderna de 300.000.000 km.
Roemer razonó que el desfase temporal de 1000 s representa el tiempo adicional que tarda la luz de la luna de Júpiter en recorrer la distancia adicional a través del diámetro de la órbita de la Tierra. Por lo tanto, Roemer fue la primera persona en demostrar que la velocidad de la luz es finita. En 1676, Roemer anunció su descubrimiento en una conferencia en la Academia de Ciencias. Christiaan Huygens (1629-1695) le escribió a Roemer el 16 de septiembre de 1677, pidiendo más información. El descubrimiento de Roemer fue una bendición porque la finitud de la velocidad de la luz es esencial para el funcionamiento del Principio de Huygens. Utilizando los datos de Roemer, Huygens fue la primera persona en determinar la velocidad de la luz. En otras palabras, Huygens realizó el cálculo
$ {\begin{aligned}c{\rm {=}}{\frac {\rm {300,000,000}}{\rm {l000}}}{\rm {=300,000km/s}},\end{aligned}} $ ()
que dice que el diámetro dividido por el desfase temporal es igual a la velocidad de la luz, "c". (Obsérvese que aquí utilizamos números exactos, no los inexactos del siglo XVII). Huygens reconoció plenamente a Roemer. Huygens escribió: "Pero lo que yo sólo utilicé como hipótesis, ha recibido recientemente gran verosimilitud como verdad establecida por la prueba imaginativa del Sr. Roemer" (Huygens, 1690[1]). Era casi inimaginable una velocidad de la luz tan grande, y no es de extrañar que la demostración de Roemer tardara unos 50 años en conseguir una aceptación total. Sin embargo, a partir de entonces se obtuvieron mediciones cada vez más precisas de la velocidad de la luz a partir de experimentos ingeniosos.
Referencias
- ↑ Huygens, C., 1690, Traité de la Lumière [Tratado sobre la luz, en el que se explican las causas de lo que ocurre en la reflexión y en la refracción, y particularmente en la extraña refracción del cristal de Islandia]: La Haya. Reeditado por Macmillan and Company, Londres, 1912.
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También en este capítulo
- Introducción - Capítulo 1
- Frentes de ondas y trayectoria del rayo
- Solución de D'alembert
- Ondas unidimensionales
- Ondas sinusoidales
- Velocidad de fase
- Pulsos de ondas
- Sismología geométrica
- Principio de Huygens
- Relexión y refracción
- Teoria del rayo
- Principio de Fermat
- Principio de Fermat y reflexión y refracción
- Difracción
- Analogía
- Apéndice A: Ejercicio
Vínculos externos
| find literature about The speed of light/es |
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