A2A:
¿La velocidad de la luz depende de la velocidad del medio en el que viaja?
La pregunta es vaga. Pero merece una cierta cantidad de explicación de la que carecen todas las respuestas existentes. Están completamente equivocados o pierden el punto. Entonces aquí va.
- El factor de dilatación del tiempo calculado usando el reloj de luz que se mueve en la dirección del pulso de luz es gamma al cuadrado. ¿Qué está mal?
- En la teoría especial de la relatividad, ¿por qué es tan importante mantener constante la velocidad de la luz?
- ¿Cuál es el problema en el concepto de relatividad de la masa, [matemática] m = \ frac {m_o} {\ sqrt {1 - (\ frac {v} {c}) ^ 2}} [/ matemática]?
- ¿Qué pasaría si viajaras a la velocidad del 99% de la luz?
- ¿Ha variado mucho la medición de la velocidad de la luz en las últimas décadas?
Entonces, ¿qué estás preguntando exactamente? ¿Puedes definir tus marcos de referencia?
Guión
El marco de referencia del observador se llama A. Hay otro marco de referencia que se mueve con respecto a (wrt) A a una velocidad finita, digamos [math] v_ {w} [/ math]. Llamemos a este marco B. Para una comprensión física, imaginemos que esto es agua. Es decir, imagine que el agua fluye por una tubería.
Pregunta 1
¿Se ralentiza o acelera la luz mientras se mueve a través del agua, como lo observa A? La respuesta es si :
[matemáticas] v = \ frac {c} {n} \ pm v_ {w} (1- \ frac {1} {n ^ {2}}). [/ matemáticas]
En esta fórmula, el lado izquierdo (LHS) da la velocidad de la luz en el agua medida en A. El término entre paréntesis, en el segundo término del lado derecho (RHS), se llama arrastre de Fresnel coeficiente [1]. Esta fórmula es correcta hasta el primer orden (en velocidad, [matemática] v_ {w} / c [/ matemática]), y se sigue de la regla de adición de velocidad que se deriva de la transformación de Lorentz que a su vez se desprende de los postulados de Especial Relatividad. Cualquiera que diga lo contrario no entiende la Relatividad Especial (sin ofender allí, pero sugiero aprender física real antes de responder con una confianza equivocada).
Tenga en cuenta que esto se suma al hecho de que la velocidad de la luz en el agua es diferente de la del vacío debido al índice de refracción del agua ([matemática] n [/ matemática]), que viene dada por el primer término en el RHS . Si el agua se reemplaza por aire, entonces [matemática] n \ sim 1 [/ matemática], y el primer término en el RHS es simplemente [matemática] c [/ matemática]. El segundo término todavía no es cero.
A tener en cuenta: no hay contradicción aquí. Tanto el agua como la luz se mueven con respecto al observador (marco A), y el movimiento del agua afecta el movimiento de la luz en él, simplemente porque arrastra la luz junto con él cuando los dos movimientos están en la misma dirección, o se opone cuando los movimientos están en la dirección opuesta. Esto es exactamente como si la luz nadara en el agua.
Pregunta 2
En el cuadro B, ¿la velocidad de la luz es diferente de la del vacío ([matemática] c [/ matemática])? Incluso en este caso, la respuesta es sí , pero eso se debe simplemente al índice de refracción del agua. El observador está navegando con el agua y, por lo tanto, el agua está en reposo. La velocidad de la luz no es la misma que en el vacío, es [matemática] c / n [/ matemática], pero eso se debe simplemente a la dispersión de la luz en los medios. Dicho de otra manera, [math] v_ {w} = 0 [/ math] en la ecuación anterior, y el segundo término va a [math] 0 [/ math]. ¿La velocidad de la luz depende del medio? Sí, a través de su índice de refracción. ¿Depende de la velocidad del observador? Bien, mala pregunta , porque el observador no se mueve (¿recuerda el cuadro B?). Por otro lado, si el medio era aire, entonces [matemática] n \ sim 1 [/ matemática] y [matemática] v = c [/ matemática], como se esperaba (porque entonces es simplemente luz moviéndose en aire estático) .
Espero que haya ayudado. La próxima vez, haga preguntas más específicas para ayudar en el proceso de respuesta. ¡Salud!
Notas al pie
[1] Coeficiente de arrastre y dispersión de Fresnel
