1. LA VELOCITA' DELLA LUCE
Dai primi tentativi di misurazione alla teoria di Maxwell
2. Il XVII secolo e la teoria
corpuscolare
• I primi tentativi di misurare la velocità della
luce risalgono alla prima metà del
XVII secolo. Essi si basavano sul modello
della luce come un flusso di particelle.
La teoria corpuscolare formulata
da Newton nel XVII secolo. In questo
caso la luce viene vista come composta da
piccole particelle di materia (corpuscoli)
emesse in tutte le direzioni.
• Galileo Galilei, fu il primo che cercò di
misurare sperimentalmente la velocità
della luce.
• Il suo esperimento prevedeva di porre due
lanterne a circa 2 chilometri di distanza e di
calcolare il tempo che la luce impiegava ad
arrivare da un punto all’altro. Quando
Galileo scopriva la sua lanterna, il suo
assistente doveva scoprire la propria non
appena vedeva la luce. Misurando il tempo
necessario per vedere la luce proveniente
dalla lanterna del suo assistente, Galileo
avrebbe potuto ricavare la velocità della
luce.
• L’esperienza però non portò a nessun
risultato. La luce per percorrere 2
chilometri impiega circa 0,000005 secondi,
un valore impossibile da misurare con gli
strumenti a disposizione di Galileo.
3. Nel 1676 il danese Ole Rømer, che lavorava
all’osservatorio di Parigi osservando le eclissi di
Giove, stimò la velocità della luce a 220 000 Km/s
Egli registrò le eclissi di Io, un satellite di Giove: ogni
giorno o due, Io entrava nell'ombra di Giove per poi
riemergerne. Romer poteva vedere Io "spegnersi" e
"riaccendersi", se Giove era visibile. L'orbita di Io
sembrava essere una specie di distante orologio, ma
Romer scopri che ticchettava più velocemente
quando la Terra si avvicinava a Giove e più
lentamente quando se ne allontanava. Rømer
misurò le variazioni in rapporto alla distanza tra Terra
e Giove e le spiegò stabilendo una velocità finita per
la luce di 220.000 km/s.
ROMER
4. LA TEORIA ONDULATORIA
La teoria ondulatoria formulata da
C. Huygens nel 1678. In base ad
essa la luce viene vista come
un'onda che si propaga (in
maniera del tutto simile alle onde
del mare o a quelle acustiche) in
un mezzo, chiamato etere, che si
supponeva pervadere tutto
l'universo ed essere formato da
microscopiche particelle
elastiche.
Questa teoria permetteva di
rendere conto e spiegare (anche
se in maniera matematicamente
complessa) un gran numero di
fenomeni ed in particolare la
riflessione ed alla rifrazione.
Un problema della teoria
ondulatoria era la propagazione
rettilinea della luce.
5. Al contrario della teoria
corpuscolare,
quella ondulatoria preved
e che la luce si propaghi
più lentamente all'interno
di un mezzo che nel
vuoto; restano comunque
ambiguità.
PERPLESSITA'
6. IL XIX E LA TEORIA
ELETTROMAGNETICA
Maxwell propose la sua teoria sulla trasmissione
della luce alla fine del XIX secolo.
Egli sostiene che le onde luminose sono
elettromagnetiche e non necessitano di un mezzo
per la trasmissione, mostra che la luce visibile è
una parte dello spettro elettromagnetico.
Si tratta di una teoria che unifica le leggi dei
fenomeni elettrici e magnetici andando così a
delineare il concetto di campo elettromagnetico e
della sua propagazione nello spazio.
7. IL 1900
Ulteriori perfezionamenti della teoria
precedente permisero a Michelson di
arrivare al valore di 299 796 km/s
A seguito dei risultati dell'esperimento
di Michelson e Morely, Einstein nel
1905 pubblicò la teoria della
“Relatività Ristretta”. Gli esperimenti
dettati dalla teoria della relatività
confermano direttamente e
indirettamente che la velocità della
luce ha un valore costante,
indipendente dal moto
dell'osservatore e della sorgente. La
velocità della luce nel vuoto, indicata
con c, ha sempre lo stesso valore,
qualunque sia la velocità del
dispositivo che la emette.
C=299 792 458 m/s
