Fisica General Burbano

612 ÓPTICA FÍSICA
mina, formando una imagen luminosa P′, sobre una pantalla A; P′ es simétrico de P con relación
a la lámina semiplateada. Si el espejo E gira, alrededor de un eje perpendicular al plano del dibujo,
un ángulo a en el tiempo que tarda la luz en ir de E a E′ y volver, el rayo se refleja, a partir de
E, por un nuevo camino, habiéndose desviado un ángulo 2a con relación a su posición anterior.
La imagen final se forma en P′′, punto simétrico de P′′′, obtenido prolongando el rayo reflejado.
La medida de P′P′′ igual a PP′′′ y de la distancia PE conduce al conocimiento de 2a y por lo tanto
de a.
Por la pequeñez del ángulo se puede escribir:
2a
=
PP
PE
′′′ PP ′ ′′ =
PE
PP ′ ′′
⇒ a =
2PE
(1)
Si n es la frecuencia de giro del espejo, se puede plantear la siguiente proporción:
En 1s
el espejo gira ........... 2pn
radianes
En tsgirará ...................... a radianes
⇒ t =
a
2pn
este tiempo es el mismo que ha invertido la luz en ir de E a E′ y volver; si esta distancia EE′ es l, y
c la velocidad de la luz, el tiempo tendrá por valor: t = 2l/c, e igualando los dos anteriores:
a
2pn
y sustituyendo a por su valor, dado por (1):
2l 4
= ⇒ c =
c
8pnlPE
c =
PP ′ ′′
realizado el experimento, haciendo las medidas precisas, se obtiene para c un valor aproximadamente
igual al que se conoce hoy en día.
El físico francés Fizeau, en 1849 construyó el aparato que esquemáticamente se presenta en la
Fig. XXVI-3, para medir con él la velocidad de propagación de la luz. Un pulso de luz emitido por
el foco puntual P, atraviesa la lente L 1
y una lámina semiplateada para formar una imagen P′ en la
periferia de una rueda dentada R. La luz, en su camino, encuentra dos lentes, L 2
y L 3
y se forma la
imagen P′′ sobre el espejo E. Los rayos retornan por el mismo camino (de P′′ a P′) y al incidir sobre
la lámina, en parte se reflejan y forman, una imagen P′′′. Ajustando la velocidad de rotación
de la rueda (conocida), se podría hacer que el pulso que volvía pasará o no por una abertura de la
rueda dentada, viéndose la imagen de P en el caso en que no fuera la luz obstruida por un diente.
Con este procedimiento Fezeau encontró un valor para la velocidad de la luz de 315 300 km/s.
Fig. XXVI-3.– Método de Fizeau para la medida de la velocidad de propagación de la luz.
Para comprender mejor este experimento, resolvamos el siguiente ejercicio que supone el conocimiento
de c; supuesta P′P′′ = 10 km y la rueda con 150 dientes, calcular la frecuencia mínima
de revolución de la rueda para que no se forme la imagen P′′′.
El espacio recorrido por la luz de P′ a P′′ y retornar a P′ es 20 km y el tiempo empleado en tal
recorrido, 20/300 000 = 2/3 × 10 – 4 s.
El número conjunto de dientes y huecos es 300 y, por tanto, el tiempo para sustituir un hueco
por un diente es T/300 = 1/300n (siento T el período de revolución, inverso de la frecuencia n):
La espectroscopía, que es una rama de la Óptica que trata del análisis de la luz, comienza su
desarrollo en las observaciones de Newton. William Wollaston (1766-1828) hizo las primeras observaciones
de las líneas oscuras del espectro solar; debido a la rendija de la abertura que se utili-
pn
a
2
3 10 − 4 1
= ⇒ n = 50 Hz
300n
l
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