¿Por qué la velocidad de la luz es un valor tan exacto?

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 permitividad eléctrica del espacio libre. 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.

Después de 1970, el desarrollo de láseres con una estabilidad espectral muy alta y relojes de cesio precisos permitieron mediciones aún mejores.

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.

Otra pregunta muy intrigante con respecto al valor específico y fijo de la velocidad de la luz es que ¿Por qué la velocidad de la luz en el vacío no tiene incertidumbre?

Esto es porque,

El segundo y la velocidad de la luz se definen con precisión, y el medidor se especifica como una función de c y el segundo. Entonces, cuando mide experimentalmente la velocidad de la luz, está midiendo efectivamente la longitud del medidor, es decir, el error experimental es el error en la medición del medidor, no el error en la velocidad de la luz o el segundo.

Puede parecer extraño tratar el medidor como variable y la velocidad de la luz como una cantidad fija, pero no es tan extraño como podría pensar. La velocidad de la luz no es solo un número, es una propiedad fundamental del universo y está relacionada con su geometría. Por el contrario, el medidor es solo una longitud que resulta conveniente para los humanos.

Ref- ¿Por qué la velocidad de la luz en el vacío no tiene incertidumbre?

¿Cómo se mide la velocidad de la luz?

En 1983, la 17ª Conferencia General de Pesos y Medidas (GCPM) redefinió la velocidad de la luz para que fuera exactamente 299,792,458 m / s.

  • En lugar de expresar la velocidad de la luz en términos de metros medidos y segundos medidos ,
  • el medidor ahora se expresa en términos de una velocidad de luz definida y segundos medidos .

He expresado las motivaciones para esta decisión en lo siguiente:

La respuesta de Thomas Yee a ¿Cómo miden los científicos la velocidad de la luz?

¡No sé a qué te refieres con decir que la luz es un valor exacto! Es un campo radio magnético que se configura a través de electrones que saltan de un nivel atómico a otro y deciden su color. A veces es coherente y se dobla, refracta y difunde. La luz no siempre viaja a la velocidad de la luz. Un nuevo experimento revela que enfocar o manipular la estructura de los pulsos de luz reduce su velocidad, incluso en condiciones de vacío.
Un artículo que informa sobre la investigación, publicado en línea en arXiv.org y aceptado para su publicación, describe evidencia experimental sólida de que la velocidad de la luz, una de las constantes más importantes en física, debe considerarse como un límite en lugar de una tasa invariable para la luz pasando por el vacío.

La velocidad de la luz en el vacío, comúnmente denominada c, es una constante física universal importante en muchas áreas de la física. Su valor es exactamente 299,792,458 metros por segundo, una cifra exacta porque la longitud del metro se define a partir de esta constante y el estándar internacional de tiempo.

La luz son ondas electromagnéticas, vea las ocho ecuaciones de Maxwell, su velocidad se da en el vacío como C = 1 / [eu] ^ 1/2, donde e y u son la permatividad y la permeabilidad del vacío respectivamente, que son constantes, entonces C es constante en el vacío, pero estos son diferentes en el medio, por lo que la velocidad de la luz disminuirá.

La velocidad de la luz es, de hecho, un valor exacto. Las cantidades físicas no se pueden medir con precisión infinita, sin embargo, el valor de la velocidad de la luz se conoce con precisión infinita. Esto se debe a que la velocidad de la luz es la base de la definición de la unidad de longitud, que es la base para la definición de la unidad de velocidad. El valor de la velocidad de la luz define la unidad en la que se mide ese valor, por lo que sea cual sea el valor que elijamos para la velocidad de la luz es necesariamente exactamente exacto.

Sus 3 × 10 ^ 8 m / s si se convierten a km serán 3 lakhs km por segundo.

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