¿Con qué experimentos podría mostrarle a mi hijo de 10 años que la luz viaja?

Enciende una linterna. Observe que la pared de enfrente está iluminada. Por lo tanto, la luz viajó desde la linterna a la pared, luego rebotó en la pared y golpeó la retina en la parte posterior de su globo ocular. Esta es la prueba de que “la luz viaja”.

Lo que PROBABLEMENTE está luchando por explicar es que la luz viaja a una velocidad finita: hay un retraso (increíblemente corto) entre encender la linterna y verla brillar en esa pared. Sin embargo, la luz puede viajar alrededor de un pie en un nanosegundo, y hay 1,000,000,000,000 de nanosegundos en un segundo … así que no podemos ver un retraso tan corto.

Entonces, la velocidad finita de la luz es difícil de probar.

Podemos mostrar más fácilmente que otras ondas electromagnéticas viajan a una velocidad finita; por ejemplo, si realiza una llamada telefónica a alguien en un lugar lejano, puede notar que hay un retraso en la conversación porque tomó algunas ondas de radio. fracción importante de un segundo para ir de un lado del planeta al otro (probablemente a través de un par de satélites en el camino). Pero eso no es convincente para un niño de 10 años … y uno lo suficientemente inteligente podría (correctamente) argumentar que el retraso a través de las diversas computadoras y otros dispositivos electrónicos fue la razón. (Bueno, son ALGUNOS de los motivos).

Debido a que es increíblemente rápido, observar directamente la velocidad de la luz es bastante difícil. Se necesitan algunos experimentos extremadamente sutiles para medirlo.

Puedo mostrarte cómo calcularlo fácilmente (¡usando algunas chispas de chocolate y un horno de microondas!)

Medir cosas difíciles con experimentos fáciles

… pero eso no prueba nada a menos que sepas sobre las longitudes de onda y frecuencias y la ecuación que las relaciona. ¡Entonces no va a ayudar aquí!

Lo que PODRÍA funcionar es que la velocidad finita de la luz es la solución a la “paradoja de Olbers”, que pregunta por qué el cielo nocturno es negro. Una versión drásticamente simplificada (y HORRIBLEMENTE destrozada) de la siguiente manera:

  • Si el universo es infinito, entonces contiene un número infinito de estrellas.
  • Si hay un número infinito, no importa dónde mires en el cielo y no importa cómo “acerques”, debería haber una estrella allí.
  • ¡Así que cada punto del cielo debería ser tan brillante como una estrella!

La razón por la que no lo es es porque la velocidad de la luz no es infinita. Lo que significa que la luz de las estrellas más distantes aún no ha tenido tiempo suficiente para llegar a nosotros … así que solo aparecen las estrellas que están lo suficientemente cerca de nosotros … y el cielo es negro.

Esta es una versión horrible de la paradoja, que también exige una comprensión de la expansión del espacio, la naturaleza de cómo brillan las nubes de gas cuando se calientan y un montón de otras cosas que no tienen 10 años. Pero es cierto que la única razón por la que no nos vaporizamos instantáneamente a la luz de un número infinito de estrellas es porque la velocidad de la luz es LENTA.

Lo siento, pero no creo que haya una manera de convencer a un niño de 10 años con un experimento que puedes hacer en casa.

A los diez años … con un poco de entrenamiento, podrías relatar las observaciones de Roemer sobre los eclipses de las lunas de Júpiter.

Hazlo simple, con ilustraciones … Cuéntale sobre el descubrimiento de las lunas por parte de Galileo … y los intentos de Galileo de medir la velocidad de la luz (las cimas de las montañas … fallaron …)

Google Roemer / Galileo – velocidad de la luz.

Aprenderá tanto sobre su hijo como él / ella aprende sobre la luz. Recuerdo bien mis intentos de presentarle a mi nieto la física y la química. (le compré juguetes de ciencia, etc.) Falló miserablemente …

Hoy ese nieto está en su tercer año en una prestigiosa escuela de música en Chicago … como pianista clásico.

UpDate … Me recordaron que la pregunta usaba la palabra: “experimento”. Debería haber comenzado mi respuesta con “bueno … no un experimento … sino una demostración …”. De hecho, hice esto con mi hijo (aunque a los 12 años …) uso muchos diagramas …

Quiere decir, ¿cómo podría mostrar que la luz se está moviendo realmente y no es estacionaria como parece? Entonces es fácil.

Tome una fuente de luz (antorcha) y enciéndala en una pared o algo así, verá un punto brillante allí, debido a la antorcha, ahora ponga una mano sobre el haz de luz, el punto brillante desaparece. Ahora retire su mano, mientras lo hace, el lugar vuelve a aparecer.

Ahora el razonamiento

El punto desaparece de la pared porque evitaste que la luz viajara a la pared al obstruir su camino al poner tu mano. Y nuevamente aparece porque quitaste tu mano y permitiste que volviera a viajar. Si la luz hubiera sido estacionaria, el lugar habría permanecido allí.

Aquí hay un video de luz muy lenta que se mueve a través de una escena.

Hay más como eso.

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