¿Cómo sabemos que la luz viaja a 186000 millas por segundo?

Podemos medirlo con bastante facilidad … hay muchos experimentos diferentes … aquí hay uno que puedes hacer en casa … y DEBES hacerlo porque es ridículamente fácil:

¡Vamos a medir la velocidad usando chips de chocolate en un microondas!

Tome un montón de chispas de chocolate y colóquelas en una línea, de borde a borde en un plato. Apague el plato giratorio en su microondas (o si no puede apagarlo, puede voltear el plato de vidrio para que no gire). Microondas el plato durante 20 segundos, luego abre RÁPIDAMENTE la puerta y mira las papas fritas. Debes descubrir que algunos de ellos se están derritiendo y otros no. Mida la distancia entre los que se derriten más … la respuesta debe ser de alrededor de 10 a 15 centímetros. Si están todos derretidos, intente nuevamente con un tiempo más corto. Si ninguno de ellos se derritió, déjelos enfriar por completo antes de volver a intentarlo con un poco más de tiempo.

Esta distancia que está midiendo es la distancia entre los picos de las olas: una ‘longitud de onda’ de microondas (que se mueven a la velocidad de la luz).

Todos los hornos de microondas funcionan a una frecuencia de [matemática] 2.5 x 10 ^ 9 [/ matemática] Hz. Sabemos que están diseñados para operar a esa frecuencia porque esa es la frecuencia con la que a las moléculas de agua les gusta vibrar, y que absorben mejor. (Así es como el horno logra cocinar de manera eficiente cosas que contienen agua sin calentar el aire o el horno).

Ahora, la clave aquí es que si conoce la frecuencia y la longitud de onda de una onda, puede calcular su velocidad:

[matemáticas] {velocidad} = {frecuencia}. {longitud de onda} [/ math]

Sabemos que la frecuencia es [matemática] 2.5 x 10 ^ 9 [/ matemática] y la longitud de onda es la distancia que midió (en metros). ¡Así que ahora puedes calcular la velocidad de la luz!

Cuando hice esto con mi hijo, hace décadas, se nos ocurrió aproximadamente 10 centímetros entre la bondad del chocolate derretido. Al conectar los números a la ecuación, obtenemos 0,10 metros x 2,500,000,000, lo que equivale a 250,000,000 metros por segundo. Hay alrededor de 1,600 metros en una milla, así que divídalo entre eso para obtener millas por segundo y medimos la velocidad de la luz en 156,000 millas por segundo … ¡lo cual es bastante cercano a la respuesta correcta para un experimento tan increíblemente tonto! Si mide 12 centímetros entre el chocolate más derretido, lo clavó a unas 180,000 millas por segundo.

Supongo que la respuesta correcta es que no. La luz viaja exactamente a 299,792,458 metros por segundo (186,282.3970512 millas por segundo) ya que, desde 1983, el metro se definió directamente como la distancia recorrida por la luz en 1 / 299,792,458 de segundo. (El factor de conversión entre millas y metros también es exacto, ya que una pulgada se define como 2,54 metros, aunque eso no significa que se pueda escribir como un número con un número finito de dígitos).

Sin embargo, la respuesta un poco más larga es que sabemos que la luz viaja a (aproximadamente) 186,000 millas por segundo, ya que se midió de esa manera desde los días en que el segundo se definió como una proporción del día (solar) y un metro como diez millonésima parte de la distancia en la superficie de la Tierra desde el ecuador hasta el Polo Norte. De hecho, las mediciones han existido desde fines del siglo XVII a través de numerosas técnicas y, mediante tecnología mejorada, en 1972 la velocidad se midió con una precisión de +/- 1.1 m / s.

Ahora, de un millón de maneras.

Usamos la velocidad de la luz para medir distancias todo el tiempo. Así es como funciona el radar, por ejemplo, haciendo rebotar la “luz” de un objeto y cronometrando cuánto tiempo lleva (entre otras cosas). El mundo está lleno de relojes increíblemente precisos que nos permiten medir fácilmente la velocidad de la luz y confiar en que lo sepamos con precisión. Y obviamente en viajes espaciales, satélites, GPS, etc.

La primera determinación apropiada vino de la astronomía; Las lunas de Júpiter vistas a través de un telescopio ocurrían unos 20 minutos más tarde de lo que deberían. Entonces, la velocidad de la luz era una órbita de Júpiter (lo que sea que fuera) cada 20 minutos. La astronomía posterior también proporcionó el tamaño de la órbita de Júpiter, por lo que la velocidad de la luz se conoció en millas por segundo.

Técnicamente, la velocidad de la luz se define como un valor fijo, pero supongo que está preguntando en la práctica.

Mida el tiempo que se tarda en recorrer una distancia conocida.

Cómo medir la velocidad de la luz con linternas, ruedas y planetas

La milla se define exactamente como 1,609.344 metros, y el metro se define como la distancia que recorre la luz en 1 / 299,792,458 segundos dentro de un vacío.

Entonces, por definición , la luz viaja a 186,282.397 millas por segundo.

Si la luz de alguna manera viajara más despacio de repente, el medidor, y por lo tanto la milla, se reduciría por definición, por lo que la luz aún viajaría a 186,282.397 millas por segundo.

More Interesting

¿Alguien puede dar una explicación de cómo sabemos que la velocidad de la luz es la misma en otras galaxias que en la nuestra?

Si la velocidad de la luz es diferente en otro universo, ¿qué propiedades en ese universo podrían haber provocado la diferente permitividad y permeabilidad de su vacío?

Si teóricamente alcanzo la velocidad de la luz, ¿un observador ve mi reloj como parado? ¿Qué pasa si teóricamente supero la velocidad de la luz?

Si una nave espacial experimenta tanto calor al reingresar debido a la velocidad a la que avanza y golpea la atmósfera a esa velocidad y ángulo, ¿por qué no podemos usar algunos propulsores de cohetes retro en una nave para reducir nuestra velocidad a medida que avanzamos? ¿volver a la realidad?

Cuando una partícula elemental se acerca a la velocidad de la luz, ¿aumenta su masa debido a su mayor interacción con el campo de Higgs?

¿La información se mueve más rápido que la velocidad de la luz?

Si viajaras directamente a un agujero negro al 99,9% de la velocidad de la luz, ¿sobrevivirías a las fuerzas de marea más tiempo que si fueras más lento?

¿Por qué la longitud se define en términos de velocidad de la luz? ¿Se debe a la limitación de la velocidad máxima de transferencia de información?

Antes de que la luz entre en el vidrio, tiene velocidad c después de entrar en el vidrio se convierte en c / 1.5. Una vez que sale, vuelve a ser c. ¿Dónde está la fuente de energía para impulsar esta desaceleración y aceleración de los fotones?

Einstein mencionó que la velocidad de la luz (c) es una constante. Pero un agujero negro puede absorber la luz. ¿Cómo, pues, puede justificarse?

¿Es la velocidad de la luz el límite superior de velocidad del movimiento de rotación al igual que el límite superior de velocidad del movimiento lineal?

Si un tren que es, de aproximadamente 5000 pies de largo, viajó a la velocidad de la luz y me paré justo al lado de la vía al pasar, ¿podría verlo?

¿Es el tiempo en nuestro universo una función de no poder viajar a la velocidad observada de la luz?

¿La luz realmente viaja en un medio llamado éter?

Si un agujero negro dispara materia más lenta que la velocidad de la luz, ¿por qué la materia no es absorbida?