¿Qué instrumento se usa para medir la velocidad de la luz?

La velocidad de la luz en el vacío es [matemática] 299,792,458 [/ matemática] metros por segundo (aproximadamente [matemática] 3.00 \ veces {10} ^ 8 m / s [/ matemática], o [matemática] 300,000 km / s [/ matemática ] ([matemáticas] 186,000 mi / s [/ matemáticas])) y es una constante universal.

Hay muchos métodos por los cuales podemos aproximarnos a esta constante, y el grado de cercanía al valor real o el grado de incertidumbre pueden cambiar dependiendo del método seleccionado. A continuación se muestra la lista de métodos basados ​​en el nivel de incertidumbre en el resultado en orden descendente,

1. Mediciones astronómicas : este fue el primer método utilizado a fines de 1600 para medir cuantitativamente la velocidad de la luz en términos de la distancia entre la Tierra y el Sol, y dado que esta distancia era solo una aproximación, y el resultado fue que la luz toma [matemáticas] 22 [/ matemáticas] minutos para viajar del Sol a la Tierra. Esto proporciona que la velocidad de la luz sea [matemática] 2.2 \ veces {10} ^ 8 m / s [/ matemática], que es [matemática] 26 [/ matemática]% menor que el valor real.
2. Técnicas de tiempo de vuelo : en este método, se mide el tiempo que tarda un haz de luz en viajar a dos espejos ubicados muy lejos ([matemáticas] 8 [/ matemáticas] [matemáticas] km [/ matemáticas] en el experimento de Hippolyte Fizeau ) y una rueda dentada giratoria en el medio. Este método da como resultado un valor de [matemáticas] 3.15 \ veces {10} ^ 8 m / s [/ matemáticas] para la velocidad de la luz.
3. Resonancia de la cavidad : en este método, se usa una relación física simple entre la frecuencia y la longitud de onda para medir la velocidad (la relación es [matemática] c = f \ lambda [/ matemática]), pero para esta longitud de onda o frecuencia se debe conocer primero. Como se describe en otras respuestas aquí, el método con Microondas cae en esta categoría. El experimento realizado por Essen – Gordon-Smith da como resultado que la velocidad sea [matemática] 2.99792 ± 9 \ veces {10} ^ 8 m / s [/ matemática] con error de [matemática] {1.400969} ^ {- 6} [/ matemáticas].
4. Interferometría ( utilizando láseres ) : el láser es una fuente de luz coherente que proporciona la mayor precisión en la medición de la velocidad de la luz. El Instituto Nacional de Estándar y Tecnología utilizó este método en [matemáticas] 1972 [/ matemáticas] para medir la velocidad de la luz en el vacío con una incertidumbre de [matemáticas] 3.5 \ veces {10} ^ {- 9} [/ matemáticas].

Entre todas estas diferentes formas, uno simplemente puede mirar la relación dada por Maxwell (en su artículo de 1861) en su ecuación para ondas electromagnéticas (la luz es una) da el valor

[matemática] c = \ large {\ frac {1} {\ sqrt {\ varepsilon_0 \ mu_0}}} = 2.998 \ veces {10} ^ 8 m / s [/ matemática].

Recomendaría leer el artículo [matemáticas] 2º [/ matemáticas] en la referencia.

Referencias

• Velocidad de la luz
• Cómo se midió por primera vez la velocidad de la luz

Bueno, una respuesta es decir que desde 1983 ha sido imposible medir la velocidad de la luz ya que la luz se usa para definir la longitud de un metro.

Velocidad de la definición de luz [editar]

Para reducir aún más la incertidumbre, el 17 ° CGPM en 1983 reemplazó la definición del medidor con su definición actual, fijando así la longitud del medidor en términos del segundo y la velocidad de la luz.

Debido a que la velocidad de la luz en el vacío determina la longitud de un metro, es decir, qué tan lejos viaja en 1/299792456 th de un segundo, entonces la velocidad de la luz, cuántos metros viaja en un segundo, SIEMPRE va a ser igual a 299792458 m / s

Eso NO debe confundirse con la realidad, la verdad y una limitación limitante del universo, que la velocidad de la luz se midió para ser la misma velocidad para todos los observadores, independientemente de su movimiento relativo (ya sabes, en el día en que pudimos en realidad mide la velocidad de la luz)

La velocidad de la luz es exactamente 299,792,458 m / s. No necesitamos medirlo, así es como se define el medidor. Por lo tanto, es imposible medir con mayor precisión la velocidad de la luz, solo la longitud del medidor puede medirse con mayor precisión.

Dicho esto, todas las demás personas que respondieron dieron muy buenos métodos sobre cómo se medía la velocidad de la luz, antes de definir el medidor para convertirlo en un entero exacto, y ahora son buenos métodos para determinar la longitud del medidor.

La velocidad de la luz se mide con cálculos matemáticos. Existen varios métodos que se utilizan para medir la velocidad de la luz, que incluyen mediciones astronómicas, técnicas de tiempo de vuelo, resonancia de cavidad e interferometría con láser. Para saber más sobre instrumentos visite aquí …

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No es difícil medir la velocidad de la luz (y con alta precisión). Puede hacerlo con herramientas simples y económicas. Lo hice en la escuela secundaria con sorprendente precisión, como se describe aquí:

Como medir la velocidad de la luz

Uno de los primeros dispositivos para medir la velocidad de la luz incluyó una linterna, un espejo y un “ventilador” giratorio. Una linterna brillante apuntaba a través del ventilador, al espejo, que estaba colocado a una milla de distancia . El visor se colocó de manera que una aspa del ventilador bloqueó al espectador mientras la linterna no estaba bloqueada, y viceversa: la linterna nunca se podía ver en el espejo.

Pero una vez que el ventilador giraba a la velocidad correcta, la aspa del ventilador se movería fuera del camino del espectador mientras la luz aún estaba viajando, permitiendo al espectador ver la linterna en el espejo. Entonces, la velocidad del ventilador, el número de aspas y la distancia al espejo podrían usarse para calcular la velocidad de la luz.

Hoy en día, no hay un solo instrumento, hay toneladas de ellos. Y su trabajo no es solo medir la velocidad de la luz, sino que usan esa información para sincronizar el tiempo o medir la distancia. Pasa todo el tiempo. Las torres celulares lo hacen ahora. Los sistemas de seguimiento de activos interiores lo hacen. El GPS se basa en medir la velocidad de la luz continuamente.

Estos sistemas funcionan porque ya conocemos la velocidad de la luz, pero si no lo hiciéramos, podemos simplemente poner un teléfono celular, un GPS o un sistema de comunicaciones en una ubicación conocida, y usarlo para ver cuánto tarda la señal en viajar. La mayoría de las estrategias implican medir un eco, como el espejo.

Muchos chips de radio pueden hacerlo. Por ejemplo, la radio DecaWave es un sistema que tiene varios modos para medir la posición mediante la medición de la velocidad de la luz.

1. Rango bidireccional: un transmisor envía un mensaje a un eco que se encuentra a una distancia desconocida. El transmisor registra cuánto tiempo tardó el mensaje en enviarse y regresar. Dada la velocidad de la luz, sabe qué tan lejos viajó el mensaje (o viceversa).
2. Diferencia horaria de llegada: se configura una cuadrícula de ecos en ubicaciones conocidas. Después de que se envía una señal desde una ubicación desconocida, los ecos hacen eco a un solo receptor, que registra todos los tiempos de llegada del eco. Después de restar las distancias conocidas a los ecos, puede calcular la distancia a la transmisión original.
3. Ángulo de llegada: un solo receptor tiene dos o más antenas y se compara cuando llega una señal a cada antena. Dada la velocidad de la luz, utiliza esta diferencia de tiempo para determinar el ángulo del que proviene la señal.

No hay un instrumento en particular para medir la velocidad de la luz. La velocidad de la luz se mide mediante varios métodos, que son los siguientes:

Apuesto a que esperas escuchar de un término técnico para un dispositivo de alta tecnología, pero para ser honesto … Usé un microondas y chocolate .

Lo hice cuando estaba en un internado en 2008.

El artículo fue publicado en la revista WIRED seis años después. Te diría cómo lo hice, pero WIRED lo explica en menos palabras y menos cálculos de lo que yo diría. Entonces, sin más preámbulos, así es como WIRED lo explica:

Velocidad de la luz

Cómo medir la velocidad de la luz con chocolate y microondas

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Por Jeremy

Configurar el aparato

Necesitas un microondas y una barra de chocolate suave.

Retira el plato del microondas. Un microondas funciona transfiriendo energía a través de ondas de luz invisibles a su comida. Estas ondas, como cualquier onda de luz, tienen una longitud fija y esta distancia puede determinarse por el lugar donde la comida se calienta más.

Derretir el chocolate

Comprueba la frecuencia de tu microondas. Esto será en megahercios o millones de ondas por segundo. Si apenas derrite el chocolate, por lo que se pueden ver los puntos más altos y más bajos de energía por lo que se derrite, se puede determinar la longitud de una onda (longitud de onda). Cocina el chocolate por 15 segundos.

Medir y calcular

Mida la distancia entre los centros de dos de los puntos fundidos. Duplique esta distancia para calcular una longitud de onda completa. Usando esta longitud y cuántas ondas por segundo se están produciendo, multiplique las dos para obtener la distancia recorrida cada vez. Esta es la velocidad de la luz.

En los viejos tiempos, de la misma manera que se mide la velocidad de cualquier otra cosa, por la distancia de buceo a lo largo del tiempo.

Por ejemplo, las primeras mediciones se realizaron dividiendo la distancia desde Júpiter por el tiempo que tarda la luz de Júpiter en llegar aquí (usando las lunas de Júpiter como esfera del reloj).

En estos días, no calculamos la velocidad de la luz en el vacío. Simplemente lo definimos como 299,792,458 metros por segundo.

Si intentamos medir la velocidad de la luz con mayor precisión, todo lo que realmente estaríamos haciendo es definir el valor de 1 metro con mayor precisión. Porque la definición de un medidor es qué tan lejos puede llegar la luz en 1 / 299,792,458 de segundo.

Esta.