Medindo a velocidade da luz usando uma webcam

Professores da Universidade de Innsbruck, em homenagem a Leopold e Franz (Áustria), ofereceram aos alunos uma instalação atualizada para experimentos sobre a medição da velocidade da luz. Ele usa um laser, um espelho rotativo da impressora, uma webcam que capta o feixe de luz refletido e um programa para calcular os resultados.

No experimento clássico de Foucault sobre a medição da velocidade da luz, uma vela foi usada como fonte de luz e dois espelhos foram usados ​​para medi-la. Um espelho girou rapidamente, a luz refletida por ele caiu no segundo, tendo uma forma côncava, e depois voltou ao primeiro. Durante a viagem da luz, o espelho conseguiu girar em um determinado ângulo, medindo o qual, podemos calcular o tempo durante o qual a luz passou duas vezes a lacuna conhecida entre dois espelhos.

Agora, o equipamento necessário para essa experiência pode ser comprado na Internet . Em vez de uma vela, um laser é usado lá. Mas os professores universitários decidiram ir além e introduzir a tecnologia moderna em suas experiências.

“Entre outras coisas, ensinamos os alunos a trabalhar com o processamento de imagens”, explica Gregor Weiss , um dos iniciadores do experimento. - Temos uma boa precisão do experimento, por isso incentivamos os alunos a procurar as imperfeições do equipamento que introduzem erros nos resultados. É muito útil verificar suposições e pensar o que poderia ter dado errado na experiência real em comparação com esquemas e teoria ".

No esquema clássico para medir resultados experimentais, são utilizados meios mecânicos para medir comprimentos e ângulos e, portanto, a precisão dessas medições deixa muito a desejar - o resultado pode diferir do valor conhecido em 5%. No experimento atualizado, medições precisas nos permitem obter uma resposta que difere do padrão em não mais de 1%.

Bem, para aqueles que querem medir a velocidade da luz, embora não com tanta precisão, mas de forma barata, proponho usar a experiência bem conhecida com uma barra de chocolate e um microondas. Se você aquecer levemente o chocolate sem rotação, a distância entre os centros de fusão (cerca de 6 cm) será metade do comprimento de onda. Se multiplicarmos o comprimento de onda de 12 cm pela frequência das microondas (é indicado na placa na parte traseira do microondas e geralmente é 2,45 GHz), obtemos uma velocidade de 2,94 * 10 ¹⁰ cm / s, que é próxima o suficiente da velocidade real da luz 2, 9979 * 10 ¹⁰ cm / s.