A medida da velocidade da luz

Método de Roemer para medir a velocidade da luz
Método de Roemer para medir a velocidade da luz
Por Domiciano Correa Marques da Silva
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Durante muito tempo acreditou-se que a luz se propagava instantaneamente. Sabia-se que ela se propagava muito mais rápido que o som, mas até o ano de 1676 não se tinha nenhum valor para sua velocidade. Os experimentos feitos até aquela época, usando lanternas separadas por alguns quilômetros, reforçavam a ideia errônea de que a velocidade da luz era infinita.

Em 1676, portanto, o astrônomo dinamarquês Olaus Roemer, trabalhando no observatório de Paris, mediu com precisão os horários em que Io (lua de Júpiter) passava por trás do planeta. Ele percebeu que essa lua percorria uma órbita quase circular e que possuía um período extremamente regular. Com isto, ele podia prever o horário exato em que Io passaria atrás de Júpiter.

Entretanto, ele notou que, com o passar dos meses, o ocultamento ia se atrasando, chegando até um máximo de 8 minutos de atraso. A partir daí, os horários voltavam a se ajustar aos previstos inicialmente. Esse ciclo se repetia a cada ano. Sua interpretação foi que, em virtude do movimento de translação, a distância da Terra até Júpiter variava durante o ano, e os atrasos eram causados pelo tempo que a luz levava para ir de Io até a Terra.

Pelo estudo das órbitas da Terra e de Júpiter, ele determinou que a luz levaria cerca de 22 minutos para percorrer uma distância equivalente ao diâmetro da órbita da Terra. Alguns anos mais tarde, Newton, partindo de dados de diferentes astrônomos, chegou à conclusão de que a luz levava entre 7 e 8 minutos para percorrer a distância entre o Sol e a Terra, o que é uma medida correta. A determinação da velocidade da luz só dependia do conhecimento do raio da órbita da Terra, o que foi obtido na mesma década.

No ano de 1849, os físicos franceses Fizeau e Foucault conseguiram determinar o valor da velocidade da luz usando um experimento feito totalmente na Terra. Eles fizeram uso de uma roda dentada, com 200 dentes, girando com uma frequência de 2.000 rpm, e um espelho colocado a uma distância de vários metros. Foucault usou um espelho em vez de uma roda dentada.

Esquema utilizado por Fizeau para determinar a velocidade da luz

Durante muito tempo, as medidas mais precisas da velocidade da luz foram feitas por Michelson, usando um experimento muito parecido com o de Foucault e o de Fizeau. Michelson já era famoso quando realizou seu experimento mais importante, que demonstrou a inexistência do éter. Para tanto, mediu a velocidade da luz em duas direções diferentes de propagação: na direção da translação da Terra e em uma direção perpendicular. Se existisse éter, as velocidades da luz nessas duas direções deveriam ser diferentes. Ele não conseguiu ver nenhuma diferença, o que demonstrou a inexistência do éter e provou que a luz não precisa de um meio para se propagar.


Por Domiciano Correa Marques da Silva
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