1. Equazioni di Maxwell:
* Il impiegato di James Maxwell, nel XIX secolo, sviluppò una serie di equazioni che descrivono il comportamento dei campi elettrici e magnetici. Queste equazioni hanno rivelato una relazione fondamentale tra la velocità della luce, la permittività dello spazio libero (ε₀) e la permeabilità dello spazio libero (μ₀).
* L'equazione è: c =1 / √ (ε₀μ₀)
2. Verifica sperimentale:
* Fizeau's Experiment (1849): L'ippolita Fizeau ha misurato la velocità della luce usando una ruota dentata rotante e uno specchio. Ha illuminato la luce attraverso gli spazi nella ruota rotante e lo ha riflettuto su se stesso. Misurando la velocità di rotazione della ruota e la distanza che la luce ha percorso, ha calcolato la velocità della luce.
* Michelson-Morley Experiment (1887): Questo esperimento ha tentato di rilevare un mezzo ipotetico chiamato "etere luminifero" attraverso il quale si pensava che la luce si propagasse. L'esperimento non è riuscito a rilevare questo mezzo, portando alla fine alla teoria speciale della relatività.
* Tecniche moderne: Oggi, la velocità della luce viene misurata con incredibile precisione usando tecniche sofisticate come interferometria e spettroscopia laser.
3. Il ruolo del vuoto:
* La velocità della luce nel vuoto è la velocità più alta possibile per qualsiasi entità fisica.
* La velocità della luce in un mezzo (come l'aria o l'acqua) è sempre più lenta rispetto al vuoto perché la luce interagisce con gli atomi e le molecole del mezzo.
Valore della velocità della luce:
La velocità della luce nel vuoto, c , è approssimativamente:
* 299.792.458 metri al secondo (SM)
Significato:
La velocità della luce è una costante cruciale in fisica, che svolge un ruolo fondamentale in:
* Relatività speciale: La teoria della relatività speciale di Einstein si basa sul principio secondo cui la velocità della luce è costante per tutti gli osservatori, indipendentemente dal loro movimento.
* Elettromagnetismo: La velocità della luce è direttamente correlata alle costanti fondamentali di elettricità e magnetismo.
* cosmologia: La velocità della luce viene utilizzata per misurare le distanze nell'universo e per comprendere l'espansione dell'universo.
In sintesi, conosciamo la velocità della luce nel vuoto attraverso una combinazione di equazioni di Maxwell, verifica sperimentale e il suo ruolo fondamentale in varie aree della fisica.
