Hay muchas formas de hacerlo. La primera históricamente fue la determinación de Rømer de la velocidad de la luz, que básicamente utilizaba la luna Io de Júpiter como reloj. Cada vez que Io aparecía o desaparecía detrás de Júpiter había un tic. Romer descubrió que las garrapatas llegaron antes cuando la Tierra estaba del lado de su órbita cerca de Júpiter que cuando se oponía, por lo que sabiendo que el diámetro de la órbita de la Tierra podía funcionar c. El valor de Romer estaba un poco fuera de lugar, tal vez porque tenía datos erróneos sobre la órbita de Júpiter, pero la idea básica era sólida y luego mejoró.
Las primeras mediciones terrestres fueron los experimentos de Fizeau y Foucault. La idea básica era la misma: crear una serie rápida de pulsos con un helicóptero de haz giratorio (uno usaba una rueda dentada giratoria, otro usaba un espejo poligonal giratorio), enviarlos en un viaje redondo y ver qué tan rápido tenía que ir el helicóptero haz que los pulsos vuelvan a sincronizarse. Este fue el método más preciso durante mucho tiempo.
Como verificación cruzada, James Clerk Maxwell demostró que la luz era realmente ondas electromagnéticas, lo que le permitió calcular c a partir de la permitividad y la permeabilidad del vacío, que son números que se pueden encontrar a partir de mediciones eléctricas en condensadores e inductores.
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Saber que la luz era un miembro de una familia de ondas también abrió la posibilidad de encontrar c contando el número de longitudes de onda en una cavidad de microondas, usando la relación entre frecuencia, longitud de onda y c. A su vez, eso condujo a mediciones mediante interferometría con luz real. Sin embargo, la tecnología tuvo que evolucionar gradualmente: no es bueno saber que hay N longitudes de onda de tal o cual luz entre los dos rasguños en su medidor estándar a menos que tenga una medición independiente de la frecuencia de la luz y 10 ^ 14 Hz para luz visible es una locura alta para una medición directa. Debido a que la tecnología para generar diferentes frecuencias tiende a cambiar cada orden de magnitud, debe desarrollar una escalera loca, donde las frecuencias de luz se comparan con algunas frecuencias infrarrojas y, a su vez, con el infrarrojo lejano, varias bandas diferentes de microondas, etc. Pero Vale la pena perseverar porque resulta que hay estándares de frecuencia mucho más estables disponibles a alta frecuencia.
De hecho, varias veces ahora es posible construir estándares de longitud o frecuencia bastante más precisos de lo que se definió el estándar anterior (solo hay una precisión con la que puede medir dos rasguños en una barra, el estándar del medidor original), por lo que la longitud o el estándar de tiempo se ha cambiado a un número semi-arbitrario de longitudes de onda o ciclos de alguna nueva fuente de frecuencia aproximadamente igual al estándar anterior.
Entonces, por ejemplo, el segundo fue 1/86400 de un día solar medio, luego fue “la fracción 1 / 31,556,925.9747 del año tropical para 1900 enero 0 a las 12 horas efemérides”, actualmente es “la duración de 9,192,631,770 períodos de radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio-133 “, y probablemente cambiará nuevamente.
Del mismo modo, mientras que el estándar de longitud era una barra física con marcas de calibración rayadas, entonces eran 1,650,763.73 longitudes de onda de la línea de emisión naranja-roja en el espectro electromagnético del átomo de criptón-86. Y a partir de 1983, se redefinió nuevamente como “la longitud del camino recorrido por la luz en el vacío durante un intervalo de tiempo de 1 / 299,792,458 de segundo”, lo que equivale a definir c para que sea exactamente 299,792,458. También puede definir c, porque lo que le impide hacer una medición más precisa de la misma es casi completamente incertidumbre en la definición de la unidad de longitud misma. Para mejorar el medidor, debe tomar una decisión arbitraria y decir que un medidor tiene una longitud particular en el medio del rango actual de incertidumbre, y también puede decir que es el camino recorrido por la luz en el vacío durante un intervalo de tiempo. de 1 / 299,792,458 de segundo resulta ser.
