Medindo a velocidade da luz com uma barra de chocolate

Medir a velocidade da luz, ainda nos dias de hoje não é tarefa fácil. Galileu tentou uma medida com dois indivíduos postados em duas torres da cidade com lâmpadas de óleo. Considerando que a luz percorre 1km em 3.33 microsegundos, a experiência de Galileu falhou.

Formas precisas de medir a velocidade da luz são complexas e sofisticadas. No entanto há uma forma simples, não é nenhuma novidade, mas considerando este período de férias de fim de ano você pode querer ter uma mágica física na manga para mostrar para seus filhos e sobrinhos.

O princípio é simples. Você sabe que v = λf onde λ é o comprimento de onda e f é a frequência da onda eletromagnética. Logo se soubermos a frequência da onda e conseguirmos medir o comprimento da onda podemos calcular a velocidade da luz ao se propagar naquele meio.

Para medir o comprimento de onda vamos precisar de:

  • 1 forno de microondas (frequência 2.45Ghz)
  • 1 barra de chocolate de mais de 15cm de comprimento (você pode comer ela depois)
  • 1 régua escolar normal

Um microondas é basicamente uma caixa com uma onda eletromagnética que é estacionária e que tem uma frequência de 2.45Ghz. Você deve ter reparado que as coisas que colocamos no microondas giram (tem um prato giratório), isto serve para uniformizar o aquecimento. Em nosso experimento não queremos isto; tire o prato giratório.

Considerando a forma de onda abaixo você pode notar que o campo elétrico tem picos positivos e negativos.

Como a potência é proporcional ao quadrado do campo elétrico os picos de potência são espaçados por metade de um comprimento de onda conforme o gráfico abaixo.

Desta forma deixando o chocolate por uns 40 segundos no microondas (sem girar) você vai ter pelo menos dois pontos derretidos. Meça com a régua a distância entre eles em milímetros e use a seguinte fórmula para calcular a velocidade da luz:

v = 2* (d / 1000) * 2450000000

 

Este post é uma homenagem a Ana Paula em suas batalhas com ciências na 6a série.

 

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