Acasa » Tehnologii » Ce mare inginerie! › Determinarea vitezei luminii

Determinarea vitezei luminii

| |

Tinand seama de importanta cunoasterii cat mai exacte a valorii vitezei de propagare a luminii, in decursul timpului au fost facute o serie de incercari pentru a o determina experimental.

Prima incercare reusita de masurare a vitezei luminii in conditii terestre a fost cea a fizicianului francez Fizeau. Deoarece majoritatea metodelor de determinare a vitezei luminii au la baza ideea lui Fizeau, o vom schita in cele ce urmeaza.

Fig. 1 - Determinarea vitezei luminii (schema de principiu dupa metoda lui Fizeau)

Aranjamentul experimental al lui Fizeau consta dintr-o pereche de roti dintate fixate rigid la capetele unui ax (fig. 1). Rotile dintate sunt dispuse pe ax astfel incat dintii uneia sa corespunda ca pozitie cu spatiul dintre dintii celeilalte. O raza de lumina pornita de la sursa S din dreapta figurii nu poate fi vazuta de observatorul O situat in partea stanga a dispozitivului, decat atunci cand rotile se rotesc uniform cu o anumita viteza unghiulara. Aceasta viteza de rotatie a rotilor este determinata de egalitatea dintre timpul in care lumina, patrunsa prin unul din golurile rotii 1, ajunge la roata 2 si timpul in care sistemul s-a rotit cu jumatatea unghiului dintre doi dinti invecinati.

Lungimea drumului strabatut de lumina intre cele doua roti a fost masurata intentionat cu ajutorul a trei oglinzi O₁, O₂ si O₃. Oglinda O₂ se afla departe de sistemul de roti, la distanta L. Considerand distanta dintre roti neglijabila fata de L, viteza luminii poate fi calculata cu expresia c = 2L/t, unde t este timpul in care lumina a strabatut distanta 2L. Pentru ca in O sa se poata vedea lumina emisa de S trebuie sa fie satisfacuta egalitatea t = α₀/2ω, unde α₀ este unghiul dintre doi dinti consecutivi iar ω este viteza unghiulara a sistemului de roti.

Daca Z este numarul de dinti ai unei roti iar v este frecventa de rotatie pentru care lumina se vede in O, atunci α₀ = 2π/Z, ω = 2πv si relatia pentru calculul vitezei luminii va fi: