¿Cómo fue posible medir la velocidad de la luz en el vacío para ser 300,000 km / s?

El valor final de la velocidad de la luz en el vacío (299,792,458 m / s) no se mide sino que se calcula.

Después de que Maxwell publicó su teoría del electromagnetismo, se hizo posible calcular la velocidad de la luz indirectamente midiendo la permeabilidad magnética y la permisibilidad eléctrica del espacio libre.

[matemáticas] c = \ frac {1} {\ sqrt (\ epsilon * \ mu)} [/ matemáticas]

Weber y Kohlrausch lo hicieron por primera vez en 1857. En 1907, Rosa y Dorsey obtuvieron 299.788 km / s de esta manera. Era el valor más preciso en ese momento.

Posteriormente, se emplearon muchos otros métodos para mejorar aún más la precisión de la medición de c , de modo que pronto se hizo necesario corregir el índice de refracción del aire ya que c es la velocidad de la luz en el vacío. En 1958, Froome obtuvo un valor de 299,792.5 km / s utilizando un interferómetro de microondas y un obturador de celda Kerr. Después de 1970, el desarrollo de láseres con una estabilidad espectral muy alta y relojes de cesio precisos permitieron mediciones aún mejores. Hasta entonces, la definición cambiante del medidor siempre se había mantenido por delante de la precisión en las mediciones de la velocidad de la luz. Pero en 1970 se había alcanzado el punto en el que se conocía la velocidad de la luz dentro de un error de más o menos 1 m / s. Se hizo más práctico fijar el valor de c en la definición del medidor y usar relojes atómicos y láseres para medir distancias precisas. Hoy en día, la velocidad de la luz en el vacío se define para tener un valor fijo exacto cuando se administra en unidades estándar. Desde 1983, el medidor se ha definido por acuerdo internacional como la distancia recorrida por la luz en el vacío durante un intervalo de tiempo de 1 / 299,792,458 de segundo. Esto hace que la velocidad de la luz sea exactamente 299,792.458 km / s.

Fácil, un área contenida y sellada con un manómetro interno conectado a una bomba de vacío fuerte que extrae el aire. El término general utilizado para describir dicho dispositivo / recinto es una “cámara de vacío”, pero vienen en muchas formas y tamaños y probablemente tienen nombres más específicos para describir configuraciones específicas. Las puertas de luz se pueden usar para determinar el tiempo que tarda la luz en moverse de una a la siguiente. Al conocer la distancia entre las puertas y el tiempo que tarda la luz en moverse de una a otra, podemos deducir la velocidad de la luz. Si 300,000,000 m / s es el valor medido, entonces las puertas de luz probablemente solo sean lo suficientemente sensibles como para dar una lectura de 4 cifras significativas o menos porque el valor más preciso es 299 792 458 m / s. Además, para aumentar la precisión de los resultados, se podría usar una cámara de vacío que sea lo más larga posible con tantas puertas de luz como sea práctico para producir más puntos de datos en un lapso de tiempo un poco más largo.

El espacio exterior es todo vacío. Entonces medimos los tiempos de tránsito en el espacio.

Podemos hacer aspiradoras, ya sabes. Se llaman “cámaras de vacío”. Simplemente bombee el ait fuera de una cámara.

Pero ni siquiera tienes que hacer eso. Sabemos cuánto materiales diferentes ralentizan la luz. Nuestra atmósfera, al nivel del mar, ralentiza la luz en un 0.1%.

La cantidad de luz que se ralentiza en un material es el “índice de refracción” del material. Entonces, si medimos cuánta luz se dobla en un material, sabemos cuánto se está desacelerando, entonces podemos medir la velocidad de la luz en ese material y aumentar el resultado en cuánto sabemos que se desaceleró.

Realmente, hay muchas maneras de medir la velocidad de la luz.

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