EXPERIMENTOS QUE CALCULARON LA VELOCIDAD DE LA LUZ, LA C DE LA FISICA MODERNA

Método de Roemer

El astrónomo Ole Rømer (1644-1710) fue la primera persona que demostró que la velocidad de la luz era finita, no era instantánea, dando un valor aproximado. Para demostrarlo, estudió las órbitas del satélite Ío de Júpiter cuando pasaba por detrás del planeta.

Desde la Tierra se podía observar el eclipse de Júpiter con su satélite, cuando estaba oculta. Cuando la Tierra está lo más cercano posible de Júpiter, esta tenia un lapso de tiempo de eclipse menor que cuando la Tierra estaba lo más lejano posible de Jupiter. Con esto demostró que la velocidad de la luz era finita, ya que la luz tendría que recorrer la distancia de cuando estaba más cercano a cuando esta más lejano.

Haciendo cálculos, Roemer estimó que la velocidad de la luz tenia un valor de 2,14·10^8m/s.

Método de Fizeau

El físico Armand H. L. Fizeau (1819-1869) utilizó una rueda dentada, varias lentes y espejos y un foco de luz, dispuestos de manera similar a la siguiente figura:

Consistía en lanzar un rayo de luz a través de una rueda dentada, perfectamente calibrada y rotando a velocidad constante, el cual, tras rebotar en un espejo situado a más de 8 kilómetros, volvía al punto de partida. Si el tiempo de ida y vuelta coincidía con el de paso de un diente de la rueda, la luz de vuelta se dejaría de ver y conocidos los datos anteriores, la estimación de la velocidad de la luz sería inmediata.

Su estimación fue de 315000 km/s.


Método de Foucault

Jean Bernard Léon Foucault ( 1819 - 1868 ) fue un físico francés, amigo de Fizeau, donde modificó el modelo de Fizeau.

Se enviaba un rayo de luz sobre un espejo fijo parcialmente reflectante que lo desviaba hacia otro espejo secundario fijo situado a una distancia considerable. Pegado al primer espejo colocó una rueda dentada. En el tiempo que tarda la luz en viajar hasta el segundo espejo y volver, la rueda gira algo y la luz al regresar se refleja con un ángulo ligeramente diferente. Para medir ese ángulo, Fizeau amentaba poco a poco la velocidad de giro de la rueda hasta conseguir que la imagen de la fuente que ve el observador desapareciera. Obtenido el ángulo determinaba la velocidad con la que la luz efectúa su recorrido. En el montaje perfeccionado por Foucault se sustituyó el disco y el espejo reflectante por un espejo giratorio y se colocó el segundo espejo a una distancia aproximada de 35 km.

Este fue el método definitivo para medir la velocidad de la luz, donde sería 3·10^8 m/s. Al paso del tiempo, varios físicos estudiaron este método y llegaron al valor de 2.9974·10^8 m/s.

He elegido esta tema para el blog ya que me pareció muy interesante el hecho de calcular la velocidad de luz, algo está presente en nuestra vida cotidiana. Siendo el primer experimento el que me pareció mas interesante, teniendo el primer valor estimado de la velocidad, a parte demostrando que la luz no era instantánea.

Enlaces:

https://www.fisicalab.com/apartado/velocidad-luz

Ordenadores cuánticos controlarán la inteligencia artificial de los coches

Interesante artículo sobre la utilización de ordenadores cuánticos para acelerar los cálculos de Inteligencia Artificial (IA) mediante, por ejemplo, la luz.

Empresas como Lightelligence y Lightmatter utilizan el fenómeno de la interferencia. Cuando las ondas de luz se amplifican o anulan entre sí, forman un patrón de luz-oscuridad. Si se dirige la interferencia de una manera determinada, el nuevo patrón corresponde a la multiplicación vectorial del patrón anterior. Para que esto sea funcional,  en sus sedes de Boston, los desarrolladores grabaron diminutas guías de luz en un chip de silicio. Como en un tejido, se cruzan varias veces. En los cruces se producen interferencias. Entre medias, unos diminutos elementos calefactores regulan el índice de refracción de la guía luminosa, permitiendo que las ondas de luz se desplacen unas contra otras.

Esto podría integrarse en vehículos, por ejemplo, para implementar funciones autónomas. Con esto se puede impulsar a la IA a la hora de clasificar objetos como bicicletas, coches, peatones, señales...

En un futuro previsible, se debería poder demostrar la superioridad de los ordenadores cuánticos para determinadas aplicaciones; es decir, resuelven los problemas con mayor rapidez, eficacia y precisión que un ordenador convencional. Los expertos calculan que llevará al menos otros diez años ponerlos en marcha. Al igual que los procesadores ópticos o las nuevas arquitecturas de los ordenadores electrónicos, los ordenadores cuánticos podrían ser la clave de la movilidad del futuro.

A pesar de que en un principio la noticia habla mucho sobre la inteligencia artificial y electrónica, se utilizan conceptos estudiados en clase, como la refracción de la luz, por ejemplo. Me ha parecido un artículo muy interesante y con posibilidades prometedoras de mejorar el terreno de la Inteligencia Artificial.

 Se puede encontrar más información en: https://www.abc.es/motor/reportajes/abci-ordenadores-cuanticos-controlaran-inteligencia-artificial-coches-202204270127_noticia.html

INTRODUCCIÓN A LA ÓPTICA

La  parte  de la  física que estudia la  luz  recibe  el  nombre  de  óptica.La óptica geométrica se basa en el concepto de rayo luminoso como trayectoria que siguen las partículas materiales emitidas por los cuerpos luminosos sin preocuparse de estudiar cual es la naturaleza de la luz.

La luz   estaba  considerada,  hasta  la  mitad  del  siglo  XVII  como  una  corriente  de  corpúsculos. Huygens  fue  el  primero  en  afirmar  que  la  luz  era  una   onda: suponía   que  era  un  movimiento ondulatorio  de  tipo mecánico (como  el  sonido)  que se  propaga  en un  supuesto medio  elástico  que   llena  todo y que se  conocía  con  el nombre  de éter.

El  hecho  real es que la  luz  parecía  presentar    características  corpusculares  al  tiempo   que  ondulatorias. Maxwell, en 1873, contribuyó  decisivamente a la  teoría  ondulatoria  demostrando  que  la  luz  no  era otra cosa  que  una  onda  electromagnética.

La luz (viaja a 300 000 km/seg) es una onda electromagnética, esto significa que es una combinación de una onda eléctrica y una onda magnética (y una onda electromagnética viaja a la velocidad de la luz).

En la siguiente imagen se demuestra como la luz es una onda porque según la longitud de onda y la frecuencia ,vemos diferentes colores o se producen otros tipos de luz

Como la luz tiene esta característica de onda ,se pueden producir diferentes alteraciones debido al medio que atraviesa como una lente o la del reflejo de un espejo.Los fenómenos  que más nos interesan son los siguientes:

• Reflexión:cuando un rayo de luz incide sobre una superficie lisa y "rebota" hacia el mismo medio ,decimos que se refleja.Si la superficie es rugosa se producirá una reflexión difusa.

• La refracción es la desviación que experimenta la dirección de propagación de la luz cuando pasa de un medio a otro en el que su velocidad es distinta

• Difracción: cambio en la dirección de propagación que sufre una onda, sin cambiar de medio, cuando entra un obstáculo en su camino

En conclusión,la óptica ha permitido conocer las características de onda de la luz y los fenómenos que se producen según el medio que atraviesa.

He elegido este asunto para introducir el tema de óptica geométrica que veremos a continuación en el aula ,así podremos tener una idea de lo que se estudia en este tema y así introducir alguno de los fenómenos mas característicos de la luz

FUENTES UTILIZADAS: opticafisica.pdf  y fenómenos de la luz

Esculpir con luz

 Se trata de una nueva técnica para ahuecar cristales diminutos que podría ayudar a capturar el carbono atmosférico.

Esta técnica emplea luz para controlar la forma de nanopartículas y crear estructuras huecas micrométricas a partir de cristales de cobre y oxígeno. Estas partículas podrían servir para mejorar la obtención de imágenes microscópicas o como catalizadores de bajo coste para retirar el exceso de dióxido de carbono de la atmósfera.

El autor de esta técnica es Bryce Sadtler, un químico de la Universidad de Washington en San Luis. Sadtler explica el proceso llevado a cabo que empieza con un vaciado para formar un recubrimiento de cobre que protege algunas partes del cristal, esta estructura cristalina determina qué caras quedan protegidas y cuáles se disuelven.

Sadtler explica que estos cristales ahuecados pueden tener muchas aplicaciones.

He elegido este articulo porque me ha parecido interesante y considero que es un gran avance científico. Si queréis leer el articulo completo: Esculpir con luz | Investigación y Ciencia | Investigación y Ciencia (investigacionyciencia.es)

¿Tienen color los átomos?

El color no es una característica propia de la materia a nivel atómico, sino que surge a partir de la interacción de la luz con los átomos y las moléculas.

Cuando iluminamos un objeto con luz visible que contiene todos los colores, esa luz puede ser absorbida por el objeto, puede ser trasmitida si el objeto es trasparente o puede ser reflejada. Y esto ocurre según la energía de la luz, es decir, según la longitud de onda de la luz. La luz reflejada es la que hace que nuestros ojos vean un objeto de un determinado color. 

Centrándonos en el caso de los átomos, su tamaño es 1.000 veces menor que la longitud de onda de la luz visible, de forma que no es posible ver átomos individuales utilizando un microscopio óptico ya que esta emisión es débil.Sin embargo,sí es posible cunado muchos de ellos se juntan.

Un ejemplo sería el fenómeno responsable de que el cielo sea azul:La luz blanca que nos llega del Sol se dispersa sobre las moléculas de oxígeno y nitrógeno de la atmósfera y es esta dispersión el color que más se difunde es el azul.

 

De este modo se le asigna un color a los elementos:

Podemos ver más información sobre este fenómeno aquí

¿Cómo se crea un espejismo?

 LEY DE REFRACCIÓN: ESPEJISMOS

El siguiente vídeo que pondré a continuación es mayoritariamente de nuestro interés, ya que habla de un hecho que se basa en la ley de refracción (fénomeno que hemos estudiado). El vídeo es de un canal de youtube, "C de Ciencia", (que supongo que algunos conocerán), el cuál está formado por 2 o 3 chicos que han estudiado la carrera de física, y se dedican a hacer vídeos bastante atractivos y muy bien explicados sobre la fisíca en general (tanto clásica como moderna). También hacen vídeos explicando su opinión de temas sobre la ciencia bastantes interesantes . Lo recomiendo totalmente.

Centrándonos en el contenido del vídeo, en él podremos ver cómo se producen los espejismos, los cuales se basan en la ley de refracción y a lo largo del vídeo nos explica todo con bastantes ejemplos: nuestro cerebro siempre ve la luz en línea recta, a partir de aquí se desarolla todo.