Medir la velocidad de la luz en casa

Ismael Camarero Sanz

Aunque la medición de la velocidad de la luz parece exigir la utilización de sofisticada tecnología solo al alcance de los grandes laboratorios de Física... podemos realizar una buena medida de esta velocidad desde nuestra cocina.

Desde la antigua Grecia, los astrónomos han intentado medir la velocidad de la luz. Aquellos primeros astrónomos, creyeron que ésta era infinita, aunque no encontraron el modo de conseguir ratificar esta creencia con pruebas concluyentes.

De todos modos, la velocidad de la luz se creyó infinita hasta la llegada del siglo XVII. Galileo intentó medir la velocidad de la luz mediante faroles equipados con obturadores, que un asistente de Galileo abría en momentos específicos. Galileo intentó medir el tiempo que le tomaba a la luz en atravesar el campo de varios kilómetros donde intentó la medición, aunque su único resultado fue afirmar que la luz era demasiado rápida como para ser medida.

En 1676, Ole Rømer se dió cuenta de que el lapso de tiempo entre los eclipses de Júpiter con sus lunas se hacía más corto cuando la Tierra se movía hacia Júpiter, y más largo cuando la Tierra se alejaba. Este comportamiento anómalo tan sólo tenía sentido con una velocidad de la luz finita. Rømer obtuvo una velocidad de la luz, alejada de la realidad, pero significativa para la época: 214000 km/s.

Esquema de la observación de la ocultación de un satélite de Júpiter desde posiciones distintas de la Tierra en su órbita alrededor del Sol. Copyright Linda Hall Library of Science, Engineering and Technology.

En 1725, James Bradley intentó medir la distancia de una estrella mediante la observación de la orientación de la misma en dos momentos distantes del año. Con el movimiento de translación de la Tierra, Bradley pretendía obtener una triangulación que le permitiera medir esta distancia. Una vez tuvo las medidas, se percató de un problema en ellas, explicándolo mediante la aberración estelar.

En 1728, mientras Bradley observaba Draco, teniendo en cuenta la aberración estelar que él mismo había descubierto y la conocida velocidad de la Tierra en torno al sol, Bradly obtuvo una medición más acertada de la velocidad de la luz por un valor de 301.000 km/s.

En el siglo XIX, Armand Fizeau y Leon Foucault intentaron medir la velocidad de la luz en la Tierra, mediante espejos separados por una gran distancia, pero sin que sus mediciones mejorasen notablemente el valor establecido por Bradley años atrás.

No sería hasta que Maxwell hiciera sus avances en el campo del electromagnetismo, que fuera posible la medición de la velocidad de la luz de forma indirecta mediante la permeabilidad magnética y la permitividad eléctrica. Con la teoría de Maxwell sobre el papel, fueron muchos los que mejoraron las mediciones de la velocidad de la luz, hasta llegar al valor adoptado en 1983 de 299.792,458 km/s.

Medir la velocidad de la luz (c) con una barra de regaliz o con una lámina de queso.

El procedimiento consiste en quitar el plato giratorio que tiene el micro. Con dos trozos de celo pegamos la barra de regaliz en el plato de forma que quede paralela a la puerta. Cerramos, seleccionamos baja potencia, por ejemplo a 200 watios, y adelante!!

El regaliz comienza a curvarse en forma de onda: algunas zonas quedan al nivel del plato y otras se elevan. Las zonas que se han elevado están quemadas pero hay otras zonas intactas, los dos pequeños "valles".

Con una regla se mide la distancia entre los centros de esos dos valles. Esa distancia es λ/2. Suponemos que nos da un valor de 6 cm.

Miramos, en una placa que suele estar en la parte de atrás o en el interior del microondas, la frecuencia de trabajo del microondas (2350 MHz por ejemplo). Con la fórmula:

Calculamos la velocidad de la luz. Para ello, multiplicamos por 2 la distancia medida en la barra de regaliz y la sustituimos en la fórmula. La variable ν se sustituye por la frecuencia de la radiación del microondas (hemos supuesto 2350 MHz).

c = 12 * 2350*1000000 = 28200000000 cm/s = 282000 km/s

Obtenemos un resultado alejado de la realidad (c = 300000 km/s), pero es lógico, dada la calidad de la tecnología empleada.

Esta medición puede realizarse con una tableta de chocolate, con una lámina de queso... como se puede ver en el siguiente vídeo (la publicidad de determinada marca es incluida gratuitamente, por necesidades del guión ;)