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terça-feira, 15 de abril de 2014

VELOCIDADE DA LUZ

Telescópio de Ole Roemer
A velocidade da luz no vácuo é o que há de mais rápido, conhecido pelo homem, em  todo o universo. Equivale a 299 792 458 metros por segundo, ou arredondando para um valor mais utilizável, 300 mil quilômetros por segundo. 
Um exemplo claro de que a luz é realmente mais rápida que qualquer outra coisa,  são os raios de uma tempestade: Primeiro vem a luz (relâmpago) e depois o som (trovão).
Até 1676, acreditava-se que a luz era instantânea. Naquele ano, o astrônomo dinamarquês Ole Roemer observou no telescópio que, em comparação com seus cálculos, havia um atraso de 22 minutos nos eclipses das luas de Júpiter. Roemer concluiu que o atraso correspondia ao tempo que a luz dos satélites levava para alcançar a Terra, à velocidade que estimou em 225 000 quilômetros por segundo. "Esse valor estava bem próximo do que é aceito hoje", diz o físico Giorgio Moscati do Instituto Nacional de Meteorologia (Inmet). O valor correto - 299 792 km/s - foi determinado apenas em 1926 pelo físico alemão Albert Michelson. 
Para chegar a esse número, Michelson aperfeiçoou, durante 25 anos, o interferômetro, aparelho que mede em espelhos fixos o desvio da luz refletida por espelhos rotativos.
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 Galilei (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.
Olaf Roemer
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 , 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

um francês físico mais conhecido pela invenção do pêndulo de Foucault , um dispositivo que demonstra o efeito da rotação da Terra. Ele também fez uma medição inicial da velocidade da luz , descobriu as correntes de Foucault e, embora ele não a inventou, é creditado com a nomeação do giroscópio 
Arquivo: pêndulo de Foucault animated.gif
Com AHL Fizeau ele realizou uma série de investigações sobre a intensidade da luz do sol , em comparação com a de carbono na lâmpada de arco , e de cal na chama do maçarico oxyhydrogen; na interferência de radiação infravermelha , e dos raios de luz que diferem grandemente, em comprimentos de percurso; e na cromática de polarização da luz.
Arquivo: gyroscope.jpg de FoucaultArquivo: Giroscópio operation.gif
Em 1850, ele fez uma experiência usando o aparelho de Fizeau-Foucault para medir a velocidade da luz; que veio a ser conhecido como o experimento de Foucault-Fizeau, e foi visto como "conduzindo o último prego no caixão" de Newton 's teoria corpuscular da luz quando mostrou que a luz viaja mais lentamente através da água do que através do ar.
Em 1857, Foucault inventou o polarizador que leva seu nome, e no ano seguinte desenvolveu um método de testar o espelho de um telescópio refletor para determinar sua forma. O chamado " Foucault faca teste de borda "permite que o trabalhador de dizer se o espelho é perfeitamente esférica ou tem desvio não esférico na sua figura

.Antes da publicação de suas descobertas de Foucault, o teste do reflexo de espelhos do telescópio foi uma proposição "acertar ou errar"

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.

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.
Fontes:http://www.mundofisico.joinville.udesc.br/index.php?idSecao=8&idSubSecao=&idTexto=151
http://dingeengoete.blogspot.com.br/2013/09/this-day-in-history-foucault-pendulum.html

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