Spettro elettromagnetico e velocità della luce

I parametri che lo contrassegnano sono la velocità di propagazione "ν", la frequenza “f “ e la lunghezza d’onda “λ” secondo questa relazione:

ν = f λ

La velocità di propagazione della luce nel vuoto viene indicata con la lettera “c” (dimostrata in precedenza) ed è pari a 299.792.458 m/s il cui valore è arrotondato a 3*10⁸ m/s. La lunghezza d’onda visibile si trova nell’intervallo compreso tra i raggi UV (390 nm) e i raggi infrarossi (780 nm) come mostrato dalla figura:

In oltre la velocità di propagazione della luce, al di fuori del vuoto, è funzione del mezzo in cui si propaga, in quanto ogni mezzo è caratterizzato da un indice detto di “rifrazione n” il quale è dato da rapporto tra la velocità della luce nel vuoto e la velocità della luce nel mezzo. Il tutto è riassunto da questa equazione:

n = c / v

I tentativi di misurare la velocità della luce furono molteplici, il primo a tentare fu Galileo il quale non ebbe successo in quanto il metodo da lui adottato era del tutto errato. Nelle seguenti righe vengono proposti gli esperimenti di Røëmer e Fizeau. Røëmer era un assiduo osservatore del cielo il quale intuì tramite osservazioni che il periodo che intercorreva tra due eclissi di “Io” (satellite di Giove) era pari a 42 h e 29’. Supponendo di trovarci in questa condizione:

E osservando un eclisse al tempo T1 e T2 quando la terra è nella posizione 1 e 2, i tempi sono dati da:

T1 = (D_sole-giove – D_sole-terra)/c

T2 = (D_sole-giove + D_sole-terra)/c

Facendo la differenza tra T1 e T2 si può ricavare:

c = (2D_sole-terra)/T2 – T1

Per quanto concerne l’esperimento di Fizeau, per poter misurare la velocità della luce costui si costruì il dispositivo di seguito riportato:

Nel quale viene fatto passare un fascio di luce attraverso una ruota dentata, sia all’andata che al ritorno, che si muove con velocità “ω” e angolo di rotazione “θ”. Se il tempo impiegato dall’impulso per arrivare allo specchio e tornare indietro cade nel caso che un dente blocchi l’impulso, allora il tempo vale:

2D/c = θ/ω

da cui si ricava

c = ω2D/θ