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Leituras de Física

VELOCIDADE DA LUZ


 

 

A velocidade da luz é uma das constantes de maior importância na Física, e sua determinação representa uma das medições mais precisas já feita pelo homem. Antes de 1675, a propagação da luz era considerada instantânea.
As primeiras tentativas para determinar a velocidade da luz foram realizadas por Galileu (1564 - 1642). Ele tentou medir o tempo que a luz gastava para efetuar o percurso de ida e volta entre duas colinas. Esse tempo (cerca de 10 -5 s) era muito pequeno e não podia ser medido com os aparelhos da época, por isso a experiência fracassou.

Cem anos mais tarde, o dinamarquês Olaf Roemer (1644 - 1710) determinou que o tempo gasto para a luz percorrer um comprimento igual ao diâmetro da órbita terrestre (cerca de 300 milhões de quilômetros) é de aproximadamente 1000 segundos. Disto se conclui que a luz percorre 300000 km em 1 segundo. Assim sendo, para vir do Sol até a Terra a luz gasta pouco mais de 8 minutos; da Lua à Terra leva pouco mais de 1 segundo. Para a distância São Paulo - Belo Horizonte (600 km) teríamos 0,0002 segundos.
Na sua experiência Roemer utilizou uma das luas de Júpiter. Este planeta tem onze luas, que revolvem em seu redor com diferentes períodos. Uma delas revolve em torno de Júpiter uma vez durante 42,5 horas. Uma vez neste período, esta lua desaparece atrás do planeta e é eclipsada. Sabendo disto, Roemer podia predizer os instantes exatos em que a lua de Júpiter seria eclipsada, durante todo o ano. Pode, assim, preparar um horário de eclipses. Suponha que, quando a terra estivesse em M (figura acima), na posição mais próxima de Júpiter, ocorresse um eclipse. Seis meses mais tarde, quando a Terra estivesse em N, mais afastada de Júpiter, um eclipse teria um atraso de 1000 segundos.

Em 1849 o físico francês Fizeau conseguiu medir a velocidade da luz com boa precisão. Para isto ele usou o dispositivo mostrado na figura acima. Um feixe de luz incidia sobre uma lâmina de vidro na qual ele era parcialmente refletido, sendo dirigido para um espelho distante, após passar no intervalo entre os dentes de uma roda dentada em rotação. A velocidade da roda era ajustada de tal maneira que o feixe, após se refletir no espelho, voltava para a roda, passando pelo intervalo seguinte da roda. Conhecendo o número de rotações que a roda efetuava por segundo e a distância da roda ao espelho, Fizeau obteve a velocidade da luz. O valor apresentado por ele foi 313.300 km/s. Bem próximo do valor aceito hoje que é 299.792 km/s.

As medidas modernas, de grande precisão, da velocidade da luz, são feitas usando métodos de laboratório, e as experiências mais notáveis foram realizadas por Albert A. Michelson (1852 - 1931), professor de Física da Universidade de Chicago, Estados Unidos, que mediu a velocidade no ar e no vácuo com extraordinária precisão.
Michelson mediu esta velocidade em uma distância determinada com grande precisão, entre o Monte Wilson e o Monte Santo Antônio, na Califórnia, e seu método esta ilustrado na figura acima.

Distâncias astronômicas
As distâncias entre as estrelas são muito grandes e o metro ou o quilômetro não são unidades adequadas para medir essas distâncias. Os astrônomos usam o ano-luz como unidade de medida. O ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano.
Apesar de a velocidade da luz ser a maior velocidade que podemos ter no universo, a luz precisa de bastante tempo para viajar pela imensidão do universo. Por isso, podemos estar recebendo a luz de corpos celestes que já desapareceram há centenas de anos.
Só para ter uma idéia, a distância que nos separa da estrela mais próxima (estrela alfa), é de 4,2 anos-luz. Isto significa que a luz enviada pela estrela demora 4,2 anos para chegar na Terra.

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