I do not know what I may appear to the world, but to myself I seem to have been only like a boy playing on the sea-shore, and diverting myself in now and then finding a smoother pebble or a prettier shell than ordinary, whilst the great ocean of truth lay all undiscovered before me...Nu ştiu cum mă văd alţii, dar eu mă văd ca un băieţel care se joacă pe o plajă cu nisip şi uneori găseşte o pietricică mai frumoasă în timp ce oceanul adevărului se întinde nemărginit şi nedescoperit în faţa mea/lui...Din "Memorii", sir ISAAC NEWTON.

FĂ-ŢI TIMP ŞI PRIVEŞTE CERUL...NU VEI REGRETA...VEI VEDEA MEREU CEVA NOU...

17.4.10

Viteza luminii


Suntem atât de familiarizaţi cu lumina încât nici nu ne mai punem întrebarea ce este lumina. Întrebarea i-a frământat doar pe astronomi şi pe fizicieni de-a lungul timpului. Cât de repede se propagă lumina de la o sursă, iarăşi este o problemă pe care nici un experiment cotidian nu o poate rezolva. Lumina se propagă cu viteză atât de mare încât am fi tentaţi să spunem că are viteză infinit de mare. De-a lungul istoriei au existat polemici ştiinţifice şi filozofice privind caracterul finit sau infinit al vitezei luminii. Viteza de propagare a luminii este de milioane de ori mai mare decât a sunetului, poate înconjura Pământul de aproximativ 7 ori în decursul unei secunde, parcurge distanţa de la Pământ la Lună în mai puţin de 1,3 secunde. Pentru a fi posibilă măsurarea cu suficientă precizie a valorii vitezei luminii a fost nevoie de tehnici speciale care au evoluat odată cu dezvoltarea diferitelor ramuri ale fizicii. Deşi această problemă a fost atinsă şi în antichitate de Empedocle (finită, 450 ÎC), Aristotel (350 ÎC)şi Heron (100 DC) (infinită) a fost redeschisă în Evul Mediu de Kepler şi Descartes (aprox 1600) (infinită), primul care a încercat să o măsoare şi să rezolve disputa a fost Galilei, în anul 1620. Metoda folosită de Galilei (felinare şi obturatoare) nu a stabilit că lumina ar avea o viteză finită, dar mai târziu, Galilei a teoretizat problema în lucrarea sa „Dialog despre cele două sisteme principale ale lumii” presupunând totuşi că lumina ar avea o viteză foarte mare. Când Galilei a descoperit cei patru mari sateliţi ai lui Jupiter (1610), el şi astronomii vremii au bănuit deja că aceştia vor juca un rol de ceasornic în viitor. Şi iată că tocmai aceste 'ceasuri' au fost folosite pentru determinarea vitezei luminii.


Primele rezultate cantitative au fost obţinute abia în anul 1676 de către Ole Rømer care lucra la Observatorul din Paris şi care studia prin telescop mişcarea satelitului Io al lui Jupiter, deci cu o metodă astronomică. Romer a observat că există abateri de la timpul mediu dintre două eclipse ale satelitului lui Jupiter când Pământul se depărtează sau se apropie de Jupiter în timpul unui an. El a pus aceste abateri pe seama faptului că atunci când observa eclipsele din punctul E lumina avea de parcurs în plus faţă de punctul H o distanţă egala cu diametrul orbitei Pământului, care se cunoştea la vremea aceea din legile lui Kepler. Din observaţiile făcute de el a obţinut o întârziere a luminii în E faţă de H cu 22 de minute şi aceasta l-a condus la concluzia că viteza luminii ar fi de aproximativ 213.000 km/s, o valoare bună pentru valorile şi performanţele măsurătorilor din vremea aceea.



Pagină originală din însemnările lui Romer. A este Soarele, B este Jupiter, iar Pământul descrie un cerc în jurul Soarelui fiind mai aproape sau mai departe de Jupiter pe durata unui an.



Începând cu secolul al XX-lea performanţele determinărilor experimentale s-au îmbunătăţit atât de mult încât au permis cunoaşterea valorii acestei constante universale, de multe ori notată cu c, cu o eroare relativă de 3,34x10-7%, această precizie, extrem de mare a condus la redefinirea etalonului unităţii de lungime, metrul, printr-o nouă definiţie, bazată pe „valoarea exactă” a vitezei luminii în vid adoptată prin convenţie.

Ştiinţific vorbind, viteza luminii este cea mai înaltă viteză cunoscută în universul fizic. Valoarea actuală a fost stabilită (prin definiţie) din 1967 şi este 299 792,458 de kilometri pe secundă, pentru vid, dar în aer şi alte medii transparente (apă, sticlă, diamant) viteza luminii scade. Totuşi, din raţiuni de simplificare, noi admitem că în aer şi vid viteza luminii este aceeaşi şi rotunjim valoarea ei la 300 000 km/s.



Paradoxul gemenilor. Voi dezvolta subiectul altădată.


.

Niciun comentariu: