Velocidad de la Luz
María, recuerdas cómo la longitud de onda de las ondas electromagnéticas se hacía más corta
cuando la carga vibraba más rápidamente?
Correcto, pero la onda parecía moverse con la misma velocidad sin importar
si la vibración era lenta o rápida. Solamente cambiaba la longitud de onda cuando las
oscilaciones se hacían más rápidas.
Si, toda radiación electromagnética--desde las ondas de radio hasta los rayos-x--
viajan a la velocidad de la luz. En el espacio vacío esa velocidad es cerca de
300.000 kilómetros por segundo! Se puede inclusive predecir la longitud de onda de una onda
electromagnética si sabemos el tiempo que le lleva oscilar una vez, regresando a su punto de origen.
Este tiempo es llamado el "período" de una onda, T. Multiplicando el período por la
velocidad de la luz (c), podemos determinar la longitud de onda de cualquier onda.
Ah, ya sé! Un punto gris se toma un tiempo "T" para subir y bajar, completando un ciclo de la onda.
El otro punto se mantiene en la cresta de la onda y se mueve una distancia "d", igual
a una longitud de onda. Pero tengo muchas preguntas: el período "T" de la onda es el
mismo período de la carga?
Si.
Porque d/T es igual a la velocidad de la onda?
Bien, el punto gris que se mueve una distancia "d" tiene la misma velocidad que la
onda porque es cargado con ella. Puesto que el tiempo que le lleva para moverse
esa distancia es igual al período "T", entonces la velocidad es "d/T".
Es como un carro moviéndose 100 kilómetros en dos horas a una velocidad constante.
El carro deberá ir viajando a 100/2=50 km/h. Pero, cómo sabemos que la velocidad de
la luz es siempre la misma, de cerca de 300.000 Km/segundo?
Buena pregunta. Es simplemente un hecho de la naturaleza que la velocidad de la
radiación electromagnética moviéndose a través del espacio vacío siempre tiene el mismo
valor.
Qué quiere decir la "frecuencia" de una onda?
La frecuencia, "f", es el número de períodos completados en un segundo.
Si el período es 1/2 segundo, la frecuencia será de dos longitudes de onda por segundo
(1/2 segundo para una longitud de onda, luego dos longitudes de onda en un segundo).
En general:
Luego nuestra fórmula también puede ser escrita así:
Ah, ya sé; ahora podemos calcular la longitud de onda de cualquier onda
si sabemos su frecuencia y vice versa. Mi estación favorita de radio está en
90.1 MHz, luego la longitud de onda para esas ondas de radio debe ser:
,
o
Eso es, cerca de 3 metros de un pico a otro!