A velocidade da luz no vácuo ... e não apenas
O homem sempre se interessou pela natureza da luz, sobre a qualtestemunhar mitos, lendas, argumentos filosóficos e observações científicas que chegaram até nós. A luz sempre foi uma ocasião para discussões de filósofos antigos, e tentativas de estudá-la foram feitas até mesmo na época da geometria euclidiana - 300 anos aC. Mesmo assim, era sabido sobre a franqueza da propagação da luz, a igualdade dos ângulos de incidência e reflexão, o fenômeno da refração da luz, e as razões para a ocorrência do arco-íris foram discutidas. Aristóteles acreditava que a velocidade da luz é infinitamente grande e, portanto, argumentando logicamente, e a medição da velocidade da luz não está sujeita a discussão. Um caso típico é quando o problema é mais profundo do que a era da compreensão da resposta.
Há cerca de 900 anos, Avicena sugeriu quenão importa quão grande seja a velocidade da luz, afinal, ela tem um valor finito. Esta opinião não era apenas ele, mas ninguém poderia provar isso experimentalmente. O engenhoso Galileu Galilei propôs um experimento de compreensão mecanicista do problema: duas pessoas, a vários quilômetros de distância, sinalizam a abertura do flape da lanterna. Assim que o segundo participante vê a luz da primeira lanterna, ele abre o amortecedor e o primeiro participante fixa o tempo de recepção do sinal de luz recíproco. Então a distância aumenta e tudo se repete. Esperava-se fixar o aumento no atraso e, nessa base, calcular a velocidade da luz. O experimento terminou em nada, porque "tudo não foi de repente, mas extremamente rápido".
O primeiro a medir a velocidade da luz no vácuo em 1676O astrônomo Ole Remer - ele aproveitou a descoberta de Galileu: ele descobriu em 1609, quatro satélites de Júpiter, que por seis meses a diferença de tempo entre os dois eclipses do satélite foi de 1.320 segundos. Usando as informações astronômicas de seu tempo, Remer recebeu uma velocidade de luz de 222.000 km por segundo. Era espantoso que o método de medição em si fosse incrivelmente preciso - o uso de dados agora conhecidos sobre o diâmetro das órbitas da Terra, Júpiter e o tempo de atraso da obscuridade do satélite dá a velocidade da luz no vácuo, ao nível dos valores modernos obtidos por outros métodos.
No início, os experimentos de Remer eram apenas umalegação - foi necessário realizar medições por meios terrestres. Quase 200 anos se passaram, e Louis Fizeau construiu uma configuração espirituosa em que um raio de luz refletido de um espelho a uma distância de mais de 8 km e voltou. A sutileza era que ele passava pela estrada de um lado para o outro pelas cavidades da roda dentada e, se a velocidade da roda aumentasse, chegaria o momento em que a luz não seria mais visível. O resto é uma questão de técnica. O resultado da medição é de 312.000 km por segundo. Agora vemos que Fizeau estava ainda mais perto da verdade.
O próximo passo na medição da velocidade da luz feitaFoucault, que substituiu a roda dentada por um espelho plano. Isso permitiu reduzir as dimensões da instalação e aumentar a precisão da medição para 288.000 km por segundo. Não menos importante foi o experimento de Foucault, no qual ele determinou a velocidade da luz no meio. Para este efeito, colocou-se um tubo com água entre os espelhos da instalação. Neste experimento, a velocidade da luz diminuiu conforme se propagou no meio, dependendo do índice de refração.
Na segunda metade do século XIX, chegou a horaMichelson, que dedicou 40 anos de sua vida a medições no campo da luz. A coroa de seu trabalho foi a instalação, na qual ele mediu a velocidade da luz no vácuo usando um tubo de metal evacuado por mais de um quilômetro e meio. Outra conquista fundamental de Michelson foi a prova do fato de que, para qualquer comprimento de onda, a velocidade da luz no vácuo é a mesma e que um padrão moderno é 299792458 +/- 1,2 m / s. Tais medições foram feitas com base em valores refinados do medidor de referência, cuja definição foi aprovada desde 1983 como um padrão internacional.
O sábio Aristóteles estava errado, mas levou quase 2000 anos para provar isso.
