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Sobre los experimentos de Rømer y la velocidad de la luz.

En 1676, Rømer determinado que la velocidad de la luz debe ser finito.

Su experimento consistió en la observación de los eclipses de Io, una de las lunas de Júpiter, Júpiter mismo. Calculó estos eclipses durante un período de un año y medio, a partir de cuando la tierra era más cercano hasta cuando la tierra estaba más alejada de Júpiter. Dado que el período orbital de Júpiter es de 11,8 años, y que de Io es de 1,77 días el movimiento de Júpiter puede ser ignorado en el argumento.

Al final de este período de 6 meses, Rømer encontró que los eclipses fueron demoradas por 22 minutos de lo que habría sido si Io orbitó alrededor de Júpiter a una tasa constante. Rømer interpretado esto como el tiempo empleado por la luz de Io para viajar la distancia que la Tierra se había alejado más de la mitad del año.

Lo que no entiendo de estos resultados es la figura de 22 minutos. La distancia de la Tierra se han movido es el doble de la distancia al sol, y a la vez que la luz tendría que tomar para recorrer esta distancia es de alrededor de 16,67 minutos, no 22. No puedo pensar en una explicación física de un gran retraso, debido a que:

  • La diferencia entre la Tierra del perihelio y el afelio es sólo ~3%. (Es muy pequeño en comparación con el ~32% de diferencia en los tiempos).
  • Si consideramos el movimiento de Júpiter, nos encontramos con que en realidad se acerca más a la Tierra, porque las órbitas en la misma dirección.
  • La órbita de Júpiter es inclinado 1.3° w.r.t. De la tierra, esto significa que la distancia debe ser un poco más pequeño que el 16.67 luz de minutos, en lugar de grandes.

Así que mi pregunta es, ¿por qué Rømer encontrar la figura de 22 minutos? Estoy con vistas a algunos de la parte de la mecánica? O es que su equipo de laboratorio fue muy imprecisa, ya que era casi 350 años?

Si es esto último, podría, a continuación, repita el experimento con un moderno equipamiento y encontrar una cifra razonable para la velocidad de la luz? Alguien ha hecho esto?

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Stefan Puntos 21

Así que mi pregunta es, ¿por qué Rømer encontrar la figura de 22 minutos? Estoy con vistas a algunos de la parte de la mecánica? O es que su equipo de laboratorio fue muy imprecisa, ya que era casi 350 años?

Como @AdrianHoward ya se mencionó en su comentario, el principal problema fue la falta de precisión de los relojes en 1676.

Si es esto último, podría, a continuación, repita el experimento con equipamiento moderno y encontrar una cifra razonable para la velocidad de la luz?

Sí, seguramente podría repetir Rømer del experimento. Y usted conseguirá mucho más precisos mediciones sólo por el uso de un radio-reloj o tu NTPsincronizado con la computadora-reloj.

Alguien ha hecho esto?

El experimento fue repetido en realidad después de la invención de mecánica de alta precisión de los relojes.
Citado de Rømer la determinación de la velocidad de la luz - Posteriores mediciones:

En 1809, de nuevo haciendo uso de observaciones de Io, pero esta vez con el beneficio de más de un siglo de la cada vez más precisas observaciones, el astrónomo Jean Baptiste Joseph Delambre (1749-1822), informó la tiempo para que la luz en viajar desde el Sol a la Tierra 8 minutos 12 segundos. Dependiendo del valor que supone para la unidad astronómica, este rendimientos la velocidad de la luz como sólo un poco más de 300,000 kilómetros por segundo.

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Cleonis Puntos 885

El artículo de la wikipedia que Thomas Fritch, señaló acerca de Rømer la determinación de la velocidad de la luz es muy interesante.

Las citas de ese artículo:

De la Tierra, no es posible ver tanto la inmersión y la aparición para el mismo eclipse de Io, porque una o la otra será oculto (ocultaban) por Júpiter en sí. En el punto de oposición (punto H en el diagrama de abajo), ambos de la inmersión y el surgimiento sería oculto por Júpiter.

Por cerca de cuatro meses después de la oposición de Júpiter (de L a K en el diagrama de abajo), es posible ver las apariciones de e / s desde su los eclipses, mientras que para unos cuatro meses antes de la oposición (de F a G), es posible ver las inmersiones de Io de Júpiter sombra. Para unos cinco o seis meses del año, alrededor del punto de conjunción, es imposible observar los eclipses de Io en todo, porque Júpiter está demasiado cerca (en el cielo) al sol. Incluso durante los períodos antes y después de la oposición, no todos los eclipses de Io puede ser observado de una determinada ubicación en la superficie de la Tierra: algunos eclipses se producen durante el día de un lugar determinado, mientras que otros eclipses se se producen mientras que Júpiter está por debajo del horizonte (oculta por la propia Tierra).

La representación más común de Rømer determinación es describir las observaciones, precisamente, en el ideal puntos: uno donde el Júpiter-Tierra distancia es mayor, la otra cuando el Júpiter-Tierra distancia es más corta.

Está claro que los datos que Rømer trabajado con no se que caso ideal en todos. Más bien, habría un conjunto de observaciones durante un período de aumento de la distancia entre la Tierra y Júpiter, que mostraron una tendencia a la progresiva retraso, y durante la disminución de Júpiter-Tierra distancea de un conjunto de observaciones con una tendencia a la disminución de la demora.

Además, la órbita de Io se ve afectada por la de los otros satélites de Júpiter. El efecto es menor que el Rømer-efecto, pero no cero.

Así que en lugar de tener mediciones directas Rømer tenía que llegar a un resultado mediante la extrapolación de las líneas de tendencia.

Simplificación

Que creo que es seguro decir que la presentación habitual de Rømer del caso para una velocidad finita de la luz es demasiado simplista.

El oversimplication es comprensible, pero tiene una gran desventaja: el error (11 minutos, en comparación con 8 minutos), se vuelve inexplicable.

Me parece interesante ver a Newton de la actitud ante el caso de una velocidad finita de la luz. En el año 1704 libro Opticks Newton escribió:

La luz se propaga desde los Cuerpos luminosos en el tiempo y pasa cerca de siete u ocho minutos de una hora en pasar desde el Sol a la La tierra. Esto fue observado primero por Romer, y luego por los demás, por medio de los Eclipses de los Satélites de Júpiter.

Newton respalda el caso de una velocidad finita de la luz. Presumiblemente, Newton tuvo acceso a una mejor información, lo que le permite dar una información más precisa estimatation. Aún así, Newton no se molestan en intentar llegar a un valor de segundos. Supongo que es debido a que con los datos disponibles los "siete u ocho minutos' fue la mejor estimación posible. Deduzco que, incluso para los de Newton no se trataba de determinar el valor real de la velocidad de la luz, fue acerca de si la velocidad de la luz es finita o infinita.

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Saad Farooq Puntos 162

También vale la pena destacar: Roemer caracteriza la calidad de cada uno de sus medidas en su diario, basada en la atmósfera de ver y de otros factores. Si mal no recuerdo, un artículo sobre este tema apareció en el Diario Americano de la Física, donde todo lo que hice fue aplicar Roemer la propia metodología, pero seleccionado sólo aquellas medidas que Roemer sí clasificados como de buena calidad. Esto produjo un valor que era increíblemente preciso. Lamentablemente me parece que no puede encontrar el artículo en google, sólo gente hablando de ello.

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