49 votos

¿Por qué la velocidad de la luz en el vacío no tiene incertidumbre?

Podría entender que la definición de un segundo no tendría una incertidumbre cuando se relaciona con la transición del átomo de Cs, por lo que no tiene un error porque es una referencia absoluta y medimos otras cosas usando la definición física de un segundo, como hacen los relojes atómicos.

Pero, ¿por qué la velocidad de la luz no tiene incertidumbre? ¿No es la velocidad de la luz algo que se mide físicamente?

Comprueba que en el NIST .

60voto

JRT Puntos 97

El segundo y la velocidad de la luz se definen con precisión, y el metro se especifica entonces como un función de $c$ y el segundo . Así que cuando se mide experimentalmente la velocidad de la luz se está midiendo efectivamente la longitud del metro, es decir, el error experimental es el error en la medición del metro, no el error en la velocidad de la luz o del segundo.

Puede parecer impar tratar el metro como variable y la velocidad de la luz como una cantidad fija, pero no es tan impar como se piensa. La velocidad de la luz no es un número cualquiera, es una propiedad fundamental del universo y está relacionada con su geometría. En cambio, el metro es sólo una longitud que resulta conveniente para los humanos. Véase ¿Qué tiene de especial la velocidad de la luz en el vacío? para más información.

1 votos

Es una convención muy extraña para tomar el error de longitud... Gracias.

0 votos

@TheQuantumPhysicist En realidad la velocidad de la luz se calculó (con precisión) a partir de la Ecuación de Maxwell: $c = \frac{1}{\sqrt{\epsilon_o\mu_o}}$ . Esto es constante para cada marco (intercial o no). Descubrimos que aunque vayamos cada vez más rápido, la velocidad de la luz sigue siendo $c$ La mecánica de Newton es una de las más importantes del mundo, ya que es nuestra percepción de la longitud y el tiempo la que cambia constantemente. La mecánica newtoniana normal no es válida.

9 votos

@mikhailcazi Lo vergonzoso de esta pregunta es que me hace parecer un principiante en física, cuando soy un doctorado :)

19voto

hdhondt Puntos 3194

Para repetir Wikipedia :

La velocidad de la luz en el vacío, comúnmente denominada c, es una constante física universal constante física universal importante en muchas áreas de la física. Su valor es exactamente 299.792.458 metros por segundo, una cifra que es exacta porque la longitud del metro se define a partir de esta constante y del estándar internacional del tiempo.

En otras palabras, es exacto porque tenemos una definición del segundo :

la duración de 9.192.631.770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado básico del átomo de cesio 133

y el metro es la distancia que recorre la luz en $1/299,792,458$ de un segundo.

Eso no deja margen de error en la definición de la velocidad de la luz.

2 votos

No, te estás mordiendo la cola. dices que el metro se define a partir de la velocidad de la luz, entonces se sabe que la velocidad de la luz es [esta constante] * 1m/1s. esta constante debe haber sido redondeada por conveniencia, y el metro redefinido a partir de su definición original para ajustarse al redondeo. originalmente era una fracción del arco terrestre, así que no puede tener nada que ver con la velocidad de la luz. Dudo que sea la definición del segundo la que se redondeó para ajustarse a esta constante. Pero eso no responde al OP. el OP habla de incertidumbre, y la velocidad de la luz, ES incierta.

1 votos

Se dice que las mediciones deberían ser iguales sea cual sea la dirección de la luz, por ejemplo, y sea cual sea la velocidad de la partícula emisora. pero, las mediciones tienen ruido, y algunos experimentos llegan incluso a medir elementos estadísticos de este ruido, como la varianza, según las direcciones. y recuerdo haber visto algunos resultados en los que una dirección tenía más varianza. la conclusión es que quizá el universo no es isotrópico. Creo que este es el tipo de charla que el OP espera.

8voto

cohortq Puntos 182

Como puede leer en este artículo de Wikipedia Recientemente se ha decidido basar todas las unidades del SI en siete constantes de la naturaleza. Para poder hacerlo, estas constantes deben fijarse en valores absolutos. Por lo tanto, se decidió que estas constantes se fijaran sin margen de error en sus valores comúnmente aceptados para derivar todas las demás unidades del SI a partir de esas constantes ahora fundamentales.

5voto

Isidore Seville Puntos 323

En el sistema SI, un metro es definido es de 1/299.792.458 segundos-luz (es decir, la distancia que recorre la luz en el vacío en 1/299.792.458 segundos), por lo que la velocidad de la luz en el vacío es definido sea de 299.792.458 m/s.

2 votos

Canalizando a Adrian Monk, pero ¿por qué no podrían haber definido un metro como exactamente 1/300.000.000 de segundo luz?

2 votos

@Michael, el contador era originalmente se define como 1/10.000.000 de la distancia del ecuador al polo norte. La definición cambió en 1983.

6 votos

@Michael Técnicamente, ellos (CGPM) pueden. Pero el metro es una unidad muy utilizada y, por tanto, es muy conveniente que la nueva definición sea lo más parecida a la histórica.

2voto

user2622016 Puntos 187

La razón es que las mediciones de la velocidad de la luz se volvieron muy, muy precisas. Mucho más que las mediciones del diámetro de la Tierra o de cualquier objeto físico como la varilla de 1 metro. Así que es mejor establecer algún valor fijo de metros por segundo en c . Hay que arreglar algo, que sea algo que podamos medir fácilmente en cualquier laboratorio.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X