Velocità della luce Flashcards
Chi sono i primi ad essersi posti domande riguardo la velocità della luce?
Empedocle credeva che la velocità della luce fosse finita, mentre altri filosofi greci come Aristotele pensavano fosse infinita.
Chi fu il primo a provare a misurare la velocità della luce e come fece?
Fu Galileo nel ‘600. Provò a salire con un suo collaboratore su due colline con delle lampade schermate e misurare quanto ci mettesse la luce a percorrere la distanza tra le due colline (circa un miglio). L’esperimento non produsse alcun risultato in quanto la luce ci mette circa 5 microsecondi a percorrere tale distanza (tempo inferiore al tempo di reazione umano)
Chi fu il primo a produrre una misura della velocità della luce?
Fu Roemer nella seconda metà del ‘600. Osservando il periodo rotazione della luna Io di Giove riuscì a stimare la velocita della luce a poco più di 2/3 quella ad oggi riconosciuta. Si accorse che i tempi delle eclissi di tale luna erano più brevi quando la luna si avvicinava alla terra e più lunghi quando la luna si allontanava. Sia la terra in L1 e L2 distanza da io quando questa è in eclissi. sia t1 e t2 due tempi in cui si misurano le eclissi sulla terra se a t=0 avviene l’effettiva eclissi. allora t1o2=(L1o2)/c. Allora risolvendo il sistema DeltaT=(L2-L1)/c+nT. c=(L2-L1)/(DeltaT-nT), dove T è il periodo di rotazione di Io intorno a Giove e n è il numero di eclissi che ci sono state tra t1 e t2. Per misurare T si è usato n2T=t3-t1, dove t3 è il tempo in cui la terra torna in L1 e si verifica nuovamente un’eclissi, n2 numero di eclissi tra t1 e t3.
Chi fu il primo a riuscire a misurare la velocità della luce sulla terra?
Fu Fizeau nel ‘800. Si servì di una ruota dentata e misurò la velocità angolare minima di tale ruota affinché la luce che passava dai vuoti tra i denti e riflessa da uno specchio non fosse visibile. t=T/2N ==> T=t2N, nu=1/T. t tempo che ci mette un dente a rimpiazzare il vuoto a lui adiacente, T periodo di rotazione della ruota, N numero di denti della ruota, nu frequenza. Ma in quel tempo la luce che sbatte contro il dente ha percorso una distanza 2D con velocità c ==> t=1/(2Nnu)=2D/c ==> c=4DNnu. Fizeau ha misurato la velocità della luce nell’aria, tenendo conto di un indice di rifrazione n=1+(n0-1)(P/P0)(T/T0) con P0=760 mmHg, T0=273,2 K e n0=1,00003 ha ricavato la velocità della luce, sapendo che v=c/n, v velocità della luce nell’aria
Legge di riflessione
theta 1 =theta 2 dove theta 1 e theta 2 sono gli angoli che il raggio di luce forma rispetto alla normale dell’oggetto su cui si sta riflettendo
Dove forma l’immagine uno specchio piano?
Uno specchio piano forma un’immagine virtuale a pari distanza dallo specchio rispetto alla distanza che l’oggetto reale ha dallo specchio
Cos’è la distanza focale (fuoco) di una lente
è il punto in cui si forma l’immagine di un oggetto posto ad infinito
Legge dei punti coniugati e ingrandimento
1/p+1/q=1/f e Ingrandimento G=-q/p
Descrivi il primo apparato sperimentale di Foucault
Una sorgente luminosa proiettava dei raggi su uno specchio rotante, che li rifletteva su uno specchio concavo sferico, questi raggi tornavano sullo specchio che nel frattempo era girato e faceva spostare l’immagine che l’osservatore vedeva tornando su un percorso parallelo a quello del raggio di andata. Misurando lo spostamento laterale dell’immagine che vedeva l’osservatore si riusciva a ricavare una misura sulla velocità della luce.
Ricava le formule relative all’esperimento di Foucault sulla velocità della luce
l’angolo di cui si è spostato lo specchio nel tempo che la luce va e torna dallo specchio sferico è alpha=2D/comega, la distanza apparente delle due immagini formate dallo specchio rotante è Delta=2alphaD=4D^2/comega. Tornando all’osservatore i raggi di luce vengono deflessi da una lente di ingrandimento G=q/p= b/(D+a), dove b è la distanza sorgente-lente a è la distanza lente-specchio rotante e D è la distanza specchio rotante-specchio sferico. Lo spostamento laterale dell’immagine sarà delta=GDelta=4bD^2omega/(c*(D+a))
Cos’è l’angolo di accettanza? Rapporto tra luminosità dell’immagine e quella della sorgente?
beta=s/D, s lunghezza arco di cerchio specchio sferico, D distanza specchio rotante-specchio sferico.L’angolo di accettanza è l’angolo sotto il quale il diametro dello specchio è visto dalla distanza D. Rapporto tra luminosità dell’immagine e quello della sorgente R=beta/(2pi)=s/(2piD). SCARSA LUMINOSITà!!!!!!!
Cos’è il limite di diffrazione??
Il limite di diffrazione esprime il fatto che ogni ostacolo, compresa una lente genera effetti di diffrazione. Dunque l’immagine che si vede corrisponde al massimo di intensità centrale di larghezza d0 circa= 1.22 flambda/D, D larghezza lente, lambda lunghezza d’onda luce, f distanza focale.
Descrivi l’apparato sperimentale
pg 88 dispense o guarda su slides
Descrivi il metodo di messa a punto dell’apparato
pg 90 dispense o slide 49
Parlami della propagazione delle incertezze per la misura di c
Si ha una componente determinata da D, f2 e a che possono essere trattate come errori sistematici e viene calcolata come errore in quadratura della somma delle derivate parziali di c rispetto D, f2 e a elevata al quadrato. Questa componente sistematica viene sommata in quadratura ad una componente calcolata come deviazione standard della media delle misure
