Velocitat de propagació de la llum

Tot i que la llum circula a grandioses velocitats, s’ha sabut durant molts anys que aquesta mesura havia de ser finita. La possibilitat de que algun dia es podria determinar la seva velocitat ha motivat a grans científics de diverses èpoques que, cadascun amb els seus mètodes, s’ha anat aproximant a la que actualment coneixem com a velocitat de la llum.

Experiments i experimentadors:

Abans d’arribar a la mesura exacta, grans científics han provat fortuna de desvetllar aquest misteri, cada un d’ells amb cert fracàs.

Primer de tot, Roger Bacon ( 1214 – 1292 ) va determinar que, tot i que la llum té una velocitat finita, aquesta era massa gran com per ser mai mesurada, fent referència a que mai seriem capaços de poder arribar a ella. Afirmació que uns segles més tard fou posada en evidència a càrrec del gran Galileu, qui intentà aconseguir la seva pròpia mesura fent un experiment en el qual situà dos observadors en una distància coneguda, provinguts cadascun amb una font lumínica. Primer de tot un emetia un raig de llum i a continuació un altra li tornava la senyal. Considerant el temps transcorregut entre l’emissió de la primera senyal i la recepció de la resposta, aquest es dividia en dos ( dos viatges que fa la llum del primer al segon observador i viceversa ) . L’experiment resultà ser un fracàs.

Posteriorment, l’any 1676, es va realitzar el primer intent vàlid dut a terme per l’astrònom Roemer ( 1644 – 1710 ), qui, tot observant l’eclipsa d’una de les llunes de Júpiter, va obtenir que la llum viatjava a uns 225.000 km/s ( mesura una mica curta ).

I finalment, la primera medició directa fou duta a terme per Fizeau l’any 1849, qui realitzà un experiment que consistia en enviar un raig de llum, provinent d’un focus, sobre un mirall que es trobava a gran distància, interposant entre el focus i el mirall una roda dentada, de manera que el raig de llum hagués de passar per l’espai consecutiu d’entre dues dents de la roda. (Cal mencionar que la roda anava girant)

En l’experiment, la distància entre la roda i el mirall fou de 8.663 metres, per això, des del moment que la llum travessa l’espai de les dents, es reflecteix al mirall, i torna a passar pel mateix espai, es dóna el doble de distància.

Una vegada calculada la distància que va haver de recórrer la llum, ara s’havia de saber el temps que trigà la llum a recorre-la. Per fer-ho, es va tenir en compte que la roda dentada girava a 12,6 revolucions /s, i que tenia 720 dents, el que suposa un número total de dents més espais de 1440 ( 720 • 2 ). Es calculà el temps necessari per a que una dent pogués ocupar el lloc d’un espai en contacte. 

Per centrar-nos, podríem dir que aquest fou el temps que la llum necessità per passar per un dels espais de la roda, ser reflectat al mirall, i tornar al mateix espai sense que aquest li hagués donat temps de moure’s. 

Sabent que la velocitat és resultat de dividir l’espai entre el temps, ara tan sols calia substituir espai i temps pels seus valors obtinguts. 

( Tot i que a simple vista pugui semblar una equació molt complexa degut a la seva alta quantitat de nombres, realment és senzilla de comprendre ). 

I ja ho tenim, la velocitat de la llum a la perfecció. Però, no era de 300.000 km/s ??

Doncs sí, ja que al voltant dels anys 50 un científic anglès i un nord-americà, van determinar mitjançant una freqüència de ressonància d’unes ones de ràdio, que la velocitat de la llum era exactament de 299 790 km/s, tot i que a la pràctica l’aproximem als 300 000 km/s. 

Podeu observar la nostra contribució a la Vikipèdia respecte aquest tema: Mesures de la velocitat de la llum (velocitat de la llum)