Como foi calculada a velocidade da luz?

Answer 1

Existia uma dúvida, desde a antigüidade, se a velocidade da luz era finita ou infinita. Vamos perceber que a ausência de meios para se averiguar este impasse dificultou por um bom tempo o conhecimento da ``verdade'', mas não impediu que muitos tentassem encontrá-la.

Não há muitos relatos das tentativas anteriores ao século XVII, mas sabe-se que a maioria dos filósofos gregos acreditava ser a velocidade da luz infinita, somente Empédocles pensava o contrário, o que levou Aristóteles a dizer que sua opinião ``era contrária ao mesmo tempo à razão e aos fatos observados''13.

Tal pensamento persistiu até o renascimento, defendido por Francis Bacon (1561-1626), Johannes Kepler (1571-1630) e René Descartes. Kepler pensava que a luminosidade decrescia com o inverso do quadrado da distância e Descartes fundamentava sua opinião dizendo que se não fosse a velocidade da luz infinita, deveria haver um movimento das estrelas fixas. Somente Galileu Galilei (1564-1642) ousou pensar uma forma de verificar este impasse, por isso propôs um experimento com lanternas descrito em seu livro Duas Novas Ciências. Apesar de ter proposto um meio par averiguar o problema, Galileu não conseguiu resolvê-lo.

A primeira pessoa a realizar um experimento com resultados positivos foi o dinamarquês Ole Christensen Römer que, em 1675, observando um satélite de Júpiter. Quando este e a Terra estão em conjunção, mediu o intervalo de tempo que este satélite, que gira com velocidade constante, demora para entrar no cone de sombra do planeta e calculou o período do mesmo evento para quando a Terra e Júpiter estivessem em oposição. Ao fazer a medição, porém, verificou uma diferença de 996 segundos. Acertadamente ele pensou que essa diferença era decorrente da diferença de percurso percorrida pela luz do satélite causada pela mudança de posição da Terra, sem muita precisão, ele atribuiu o valor de km ao diâmetro da órbita terrestre e obteve o valor de 350 mil km/s para a velocidade da luz.

Em 1727,James Bradley (1692-1762) notando uma mudança de posição da estrela , da constelação de Dragão (lembrem-se do que dizia Descartes em relação à mudança de posição das estrelas, caso a velocidade da luz fosse finita), medida em março e setembro de 1726 e comparada à posição obtida em dezembro de 1725, a mesma de dezembro de 1726, calculou para a velocidade da luz, o valor aproximado de 299.000 km/s. O que Bradley descobriu foi o fenômeno da Aberração14e aproveitando-se disso mediu para a estrela citada um desvio de 20,44 segundos de arco, denominado ângulo de aberração, decorrente do fato de que enquanto a luz da estrela caminha em direção ao telescópio este é deslocado pelo movimento da Terra. O cálculo da velocidade da luz partiu daí, da seguinte forma:











Fazendo algumas correções em seu dados, Römer obteve um novo valor para a velocidade da luz, 298.300 km/s, mais próximo ao de Bradley, no entanto estes dados obtidos a partir de observações astronômicas não eram muito apropriados e um método terrestre teve que aguardar 120 anos para ser realizado.

Fizeau, em 1849, baseado no experimento das lanternas, descrito por Galileu, montou um experimento bastante sofisticado. Do alto de uma colina ele fez sair um feixe de luz que atravessava uma roda dentada e incidia num espelho, situado em outra colina, distante 8.633 m da primeira, refletindo e voltando novamente pela roda. Variando a freqüência de rotação da roda, Fizeau obteve o valor de 315.000 km/s para a velocidade da luz. Um inconveniente deste método é a grande distância entre o observador e o espelho.

A partir de uma sugestão de Arago, o físico francês Léon Foucault, auxiliar de Fizeau, substitui a roda dentada por um espelho girante e realizou um experimento para calcular a velocidade da luz, através do qual obteve o valor de 298.000 km/s. Este experimento pode ser realizado, pela primeira vez, em um laboratório, pois as distâncias envolvidas foram reduzidas para 20 metros, só que estas voltaram a ter valores maiores para aumentar a precisão dos resultados, mas a utilização dos espelhos girantes continuou sendo aperfeiçoada somada a um novo instrumento, o prisma de muitas faces.

Foi a partir destes instrumentos que Albert A. Michelson (1852-1931), em 1878, realizou pela primeira vez a medida da velocidade da luz. Ele realizou muitas outras até o ano de sua morte e obteve o resultado de (299.776 6) km/s. Em 1929 começou a ser utilizada a célula de Kerr, de controle eletroóptico, para o cálculo da velocidade da luz e o experimento mais conhecido, que utilizou este meio, foi o do americano Carl Anderson (1905-) que, em 1940-41, obteve o resultado de (299.776 9) km/s para a velocidade da luz.

Atualmente aceita-se como medida exata da velocidade da luz, o valor de 299.792,458 km/s com incerteza de 0,0003 km/s, obtido pelo Bureau Nacional de Padrões dos Estados Unidos, a partir da utilização de lasers. Tanto o metro como o segundo, são unidades derivadas desta medida da velocidade da luz.

Answer 2

Bom, vc quis dizer calculada ou medida?
Se for medida, o pessoal ao de cima já explicou...
Agora a velocidade da luz foi calculada apenas em meados do século XIX, quando Maxwell sintetizou a eletricidade e o magnetismo formando o eletromagnetismo em 4 equações, as famosas equações de Maxwell.
Com essas equações, descobriu-se que a luz é uma onda eletromagnética e como toda onda, tem uma equação de onda.
Nessa equação de onda tem um termo que depende da velocidade, então, sabendo-se a equação de uma onda é possível determinar sua velocidade de propagação.
Com as equações de Maxwell foi possível calcular a equação de onda da luz, e com ela calcular sua velocidade.

Answer 3

O primeiro cálculo "bem sucedido", foi realizado em 1675
pelo dinamarquês: Ole Christen Römer que observava o
eclipse de um satélite de Júpiter.
Como a luz refletida por este satélite sofreu um atrazo ao
chegar na terra, ele deduziu acertadamente, que foi devido
ao tempo necessário para o seu deslocamento no espaço.
Este cálculo indicava 350 mil kms/s.
O aperfeiçoamento dos métodos de cálculo mudaram esta
medida várias vezes.
Atualmente temos a medida de 299.792,458 km/s como a
mais correta com um grau de incerteza da ordem de 0,0003
km/s, obtido nos laboratório de medidas dos Estados Unidos,
utilizando lasers.
Grandezas como: O METRO e o SEGUNDO, foram obtidos
com o mesmo método.

Answer 4

Velocidade da luz


A Velocidade da luz no vácuo, simbolizada pela letra c, é de exatos 299 792 458 metros por segundo, o mesmo que 1 079 252 848,8 quilómetros por hora. O símbolo c origina-se do Latim celeritas, velocidade ou rapidez. A velocidade da luz em um meio transparente (não no vácuo) é menor que c, sendo a fração função do índice de refração do meio.
Índice


Visão geral

De acordo com a moderna física teórica, toda radiação eletromagnética, incluindo a luz visível, se propaga (ou move) no vácuo a uma velocidade constante, chamada de velocidade da luz, que é uma constante da Física, representada por c. É também a velocidade de propagação da gravidade, na teoria geral da relatividade.

Uma consequência das leis de Maxwell, referentes ao eletromagnetismo, é que a velocidade c da radiação eletromagnética não depende da velocidade do objeto que emite a radiação, fazendo com que a velocidade da luz emitida por uma fonte em alta velocidade seja a mesma que a de outra fonte estacionária, embora a freqüência, a energia e a cor possam ter alterações, conhecidas como efeito Doppler relativístico. Todos os observadores que medem a velocidade no vácuo chegam ao mesmo resultado, por isso é c chamada constante física fundamental, e é usada como base da teoria da relatividade especial.

Distâncias astronômicas são frequentemente medidas em anos-luz , ou seja, a distância que a luz percorre em um ano solar, aproximadamente 9,46x10¹² quilômetros.

Interação com materiais transparentes

Passando por materiais transparentes, a velocidade da luz é reduzida a uma fração de c , sendo esse seu índice de refração, uma característica do material. No ar, a velocidade é pouco menor que c, enquanto materiais mais densos como água ou vidro podem reduzir a velocidade da luz para 70 a 60% de c. Fibras ópticas, muito utilizadas em telecomunicações, normalmente reduzem 30% da velocidade. Essa redução também é responsável pelo fenômeno da refração, quando a luz passa de um material para outro.

Como a velocidade depende do índice de refração, e este depende da frequência da luz, tem-se que a luz em diferentes frequências viaja a diferentes velocidades no mesmo material. Isto pode causar distorções das ondas eletromagnéticas chamadas de dispersão. Deve-se notar que ao voltar de um meio físico para o vácuo, a luz reassume a velocidade c sem receber nenhuma energia.

Desacelerando a luz

Certos materiais especiais, como o condensado de Bose-Einstein, têm um índice de refração altíssimo, reduzindo a velocidade da luz a meros 17 metros por segundo. Em um experimento em 2001, a equipe do cientista Lene Hau conseguiu mesmo pará-la por instantes.

História

Desde a antiguidade clássica, vários filósofos especularam sobre a velocidade da luz. Empedócles, Aristóteles e Heron de Alexandria na Grécia, os árabes Avicena e Alhazen deixaram suas opiniões. O indiano Sayana no século XIV deixou um comentário no Rig Veda (estimados 302 000  m/s, impressionante aproximação).

Johannes Kepler, Francis Bacon e René Descartes, na Europa, também citaram o assunto. Galileu Galilei propôs um experimento em 1638, realizado em Florença no ano de 1667, sem sucesso. A primeira estimativa quantitativa foi feita em 1676 por Ole Romer, enquanto observava Júpiter e seu satélite Io. Suas medições combinadas com outras de Christiaan Huygens chegaram a um valor abaixo do valor real mas muito mais rápido que qualquer fenômeno conhecido então. Newton, em seu livro Opticks, aceita um valor quase igual ao de Romer.

Foram, no entanto, as observações de James Bradley em 1728 que elucidaram a questão, calculando a velocidade num valor apenas um pouco menor que o aceito atualmente. Léon Foucault, usando um método chamado Fizeau, publicou uma aproximação melhor, e finalmente, em 1926, Albert Michelson, do observatório de Monte Wilson, publicou um valor preciso.

Answer 5

Em 1675 Rømer, astrônomo dinamarquês, fez a primeira medida utilizando uma distância astronômica em vez de terrestre. Ele observou que os eclipses do primeiro satélite de Júpiter ocorriam em intervalos ligeiramente menores menores à medida que a terra se aproximava de Júpiter, de C para A; do que quando ele se afastava de Jupiter, de A para C.Desde que o tempo entre os eclipses, tirada a média durante um ano, era bem constante (apesar do ganho total de 16’26” em 6 meses, seguido de uma perda do mesmo valor por mais 6 meses), Rømer interpretou corretamente o ganho ou a perda como sendo o tempo necessário para os sinais luminosos do eclipse atravessarem o diâmetro da órbita terrestre. Então, como o diâmetro médio da terra é de 302,4 x 106 km, e o tempo de 986 s, ele calculou a velocidade da luz como sendo de 307.200 km/s.


Uma Segunda determinação apareceu por um método completamente diferente, feita em 1729 pelo astrônomo inglês Bradley. Ele evidenciou que a posição de uma estrela, observada de uma direção em ângulo reto com o movimento orbital da terra, é deslocada de sua verdadeira posição por um ângulo de 20,44 segundos de arco, que é chamado de ângulo de aberração, e resulta do fato de que enquanto a luz esta caminhando para o tubo do telescópio, este é deslocado pelo movimento da terra, de uma distância não totalmente desprezível. Nota-se que tg a = v/c onde v é a velocidade da terra e c é a velocidade da luz. Se D é o diâmetro da órbita terrestre e s é o número de segundos em um ano, então, temos a seguinte equação:

v = p D/ s e c = p D/ s tg a

Answer 6

Fizeau, em 1849, baseado no experimento das lanternas, descrito por Galileu, montou um experimento bastante sofisticado. Do alto de uma colina ele fez sair um feixe de luz que atravessava uma roda dentada e incidia num espelho, situado em outra colina, distante 8.633 m da primeira, refletindo e voltando novamente pela roda. Variando a freqüência de rotação da roda, Fizeau obteve o valor de 315.000 km/s para a velocidade da luz. Um inconveniente deste método é a grande distância entre o observador e o espelho.

A partir de uma sugestão de Arago, o físico francês Léon Foucault, auxiliar de Fizeau, substitui a roda dentada por um espelho girante e realizou um experimento para calcular a velocidade da luz, através do qual obteve o valor de 298.000 km/s. Este experimento pode ser realizado, pela primeira vez, em um laboratório, pois as distâncias envolvidas foram reduzidas para 20 metros, só que estas voltaram a ter valores maiores para aumentar a precisão dos resultados, mas a utilização dos espelhos girantes continuou sendo aperfeiçoada somada a um novo instrumento, o prisma de muitas faces.

Foi a partir destes instrumentos que Albert A. Michelson (1852-1931), em 1878, realizou pela primeira vez a medida da velocidade da luz. Ele realizou muitas outras até o ano de sua morte e obteve o resultado de (299.776 6) km/s. Em 1929 começou a ser utilizada a célula de Kerr, de controle eletroóptico, para o cálculo da velocidade da luz e o experimento mais conhecido, que utilizou este meio, foi o do americano Carl Anderson (1905-) que, em 1940-41, obteve o resultado de (299.776 9) km/s para a velocidade da luz.

Atualmente aceita-se como medida exata da velocidade da luz, o valor de 299.792,458 km/s com incerteza de 0,0003 km/s, obtido pelo Bureau Nacional de Padrões dos Estados Unidos, a partir da utilização de lasers. Tanto o metro como o segundo, são unidades derivadas desta medida da velocidade da luz.

Answer 7

A respósta é muito grande, como estou com pressa, já que vou ao Maracanã ver o meu Botafogo contra o Corinthians, deixo esta resposta para depois.....Mas gostaria de parabenizar pelo ótima pergunta.....

Answer 8

Inicia-se o cálculo pelo começo e vai até o fim. Pega-se a quantidade de grãos de areia, conta-se, e se tem um número que somando ä distância percorrida, resulta-se em uma velocidade que é a relação de tempo X espaço. Chega-se a conclusão que a luz tem um certo tempo para percorrer um certo espaço.

Answer 9

A reposta ja esta em cima .
Mas acredito que a DIARREIA e mais rapida que um pensamento ,um piscar de olhos ,ou a velocidade da luz.
Porque um dia desses eu tive uma diarreia tao forte que antes que eu pensasse,piscasse os olhos ,ou acendesse a luz ,eu ja estava todo ******.

Answer 10

Pergunta muito boa e algumas respostas melhores ainda, mas continuam algumas dúvidas e relação á precisão! Bom na verdade a matemática que chamamos de ciencias exatas não é bem exata assim porque sempre partimos de parametros pré fixados e mesmo assim podemos chegar a resultados por exemplo de uma raiz quadrada + ou - .........e se for aplicada á física então........Gostava das respostas de um professor de cursinho que dizia..................então Deus quis que o resultado fosse..............................