Velocidad Luz en Casa

Verificando la velocidad de la Luz con un microondas
Por Fernando Mazzone y Miguel Arizu

Galileo quiso medir la velocidad de la luz, pues contrario a otros científicos de su época, él creía que no era instantánea y que se trasladaba con cierta velocidad.

Aunque ingenioso el método, no dio resultado. La velocidad de la luz resultó ser tan grande que no pudo medirla.

Nosotros, en su honor, nos propusimos hacer lo mismo, remedando una experiencia conocida que pueden encontrar en la web, con cosas que existen en la mayoría de los hogares. Herramientas que Galileo ni siquiera soñó que podían existir.

En realidad no se trata de una medición sino más bien de una comprobación, ya verán porqué.

Para la experiencia usamos un microondas, una regla y un spaghetti seco. (también puede usarse como material, queso rayado, huevo, chocolate, espuma de afeitar, o lo que dé la creatividad de cada uno).

La idea es la siguiente, el microondas produce ondas electromagnéticas que viajan a la velocidad de la luz. Las ondas que producen son estacionarias (sus picos y valles ocurren siempre en el mismo lugar y no se desplazan).

Recordando que la velocidad de una onda v= f x L

Donde f, es la frecuencia de la onda y L la longitud de la onda (distancia entre 2 picos).

A f lo podemos obtener del mismo equipo (parte trasera), así que si podemos medir L, podríamos fácilmente calcular la velocidad de la luz.

Un microondas funciona básicamente así, las ondas electromagnéticas agitan las moléculas de agua contenidas en los alimentos, esta agitación produce el calor que cocina los alimentos. Como las ondas son estacionarias para evitar que los alimentos se cocinen en forma despareja, con partes muy cocidas donde incide el pico o máximo de la onda y partes crudas en los mínimos, es que la base es giratoria.

Para nuestro experimento colocamos primeramente la bandeja del microondas boca abajo, para evitar que gire. (No queremos que se cocine en forma pareja).

Seguidamente sobre ella colocamos un spaghetti, de manera que quede paralelo a la puerta.

Accionamos el microondas a la potencia máxima durante 30 seg, retiramos y observamos lo siguiente:

A simple vista se puede apreciar el distinto nivel de cocción en cada parte del spaghetti, dos zonas cercanas a los extremos están cocidas y el resto no.

Si analizamos una de las zonas, vemos que en el centro está más cocinada (más oscura) y disminuye hacia las puntas, eso quiere decir que el centro estuvo expuesto al máximo de la onda, o sea que toda la zona cocida corresponde a ½ ciclo con un máximo al centro. Luego midiendo y multiplicando por 2 obtendríamos el valor de la longitud de la onda (?).

Medimos y nos dio 6,1cm

Así que

L= 2 x 6,1cm =12,2 cm = 0,000122 km

Dando vuelta el microondas nos informamos que la frecuencia del mismo es de 2450 Mhz.

Osea que

f = 2.450.000.000 hz (1/seg)

Así que tenemos:

V= 2.450.000.000 1/seg x 0,000122 km = 298.900 km/s

Si consideramos que la velocidad de la luz en el aire es de 299.705,5 km/s (un poco menor que en el vacío) hemos tenido un error menor al 0,3% que proviene de la medición.
(Aunque parezca extraño, se puede demostrar matemáticamente que aún con errores en la medición de 1 o 2 mm el valor obtenido siempre va a estar cerca del valor real de c)

Obviamente como dijimos al principio se trata más bien de una comprobación, ya que para poder calcular la frecuencia del microondas se tiene que conocer la velocidad de la luz.

Esperamos les haya gustado y a ver quien se anima a repetirla con otros materiales!