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  • Ci sono tante cose da dire al riguardo, vediamo di andare con ordine. ;)

     

    Valore della velocità della luce nel vuoto

    La velocità della luce nel vuoto, indicata con il simbolo c0, è una costante fisica che assume il valore di 299 792 458 metri al secondo.

    c_0=299 792 458\ \frac{\mbox{m}}{\mbox{s}}

    Negli esercizi e nelle applicazioni pratiche si approssima tale valore a 300 000 000 m/s, cioè il valore approssimato ed espresso in notazione scientifica della velocità della luce in m/s è di 3×108 m/s. Ciò vuol dire che la luce, nel vuoto, in 1 solo secondo percorre un tragitto di circa 300 milioni di metri!

    c_0\simeq 300000000\ \frac{\mbox{m}}{\mbox{s}}=3\cdot 10^8\ \frac{\mbox{m}}{\mbox{s}}

    Per avere un'idea concreta del valore della velocità della luce nel vuoto prendiamo come riferimento la circonferenza della Terra, che è lunga circa 40 000 metri. Poiché la luce percorre 300 milioni di metri in un secondo, se potessimo viaggiare alla velocità della luce faremmo ben 7 giri completi della Terra in un solo secondo!

     

    Velocità della luce in km/h 

    Per esprimere il valore della velocità della luce in km/h ci basterà passare dai metri al secondo ai chilometri orari moltiplicando per 3,6. Pertanto

    \\ \mbox{ velocit}\grave{\mbox{a}} \mbox{ della luce}  = \ 299 \ 792 \ 458 \ \frac{\mbox{m}}{\mbox{s}}= \\ \\=(299792458 \times 3,6) \ \frac{\mbox{km}}{\mbox{h}} \ = \ 1 \ 079 \ 252 \ 848,8 \ \frac{\mbox{km}}{\mbox{h}}

     

    Velocità della luce come massima velocità raggiungibile

    Nel vuoto la velocità della luce è la massima raggiungibile, ossia è la velocità massima a cui può viaggiare qualsiasi informazione nell'Universo, indipendentemente dalla scelta del sistema di riferimento.

    Nell'esperienza diretta siamo abituati, nei moti relativi, a sommare le velocità. Ad esempio se un treno si muove lungo una certa direzione ad una velocità di 80 km/h rispetto al terreno, e nel corridoio del treno si fa rotolare una palla alla velocità di 5 km/h nella stessa direzione, allora la velocità della palla rispetto al terreno sarà di 80 km/h + 5 km/h = 85 km/h, cioè le due velocità si sommano.

    Se invece supponiamo di essere su una navicella spaziale che si muove verso la Terra alla velocità di 200 m/s e dalla navicella accendiamo una torcia che punta verso il nostro pianeta, la velocità del raggio di luce della torcia (trascurando ogni tipo di resistenza del mezzo) sarà ancora di 299 792 458 m/s e non di (299 792 458 + 200) m/s.

    Per quanto possa sembrare strano, questo fatto viene ampiamente spiegato nella teoria della relatività.

    Alcuni fenomeni ci fanno capire quanto la luce sia più veloce di ogni altra cosa, compreso il suono. Una delle dimostrazioni più familiari è fornita dai fulmini: noi li vediamo praticamente nel momento in cui si sviluppano, ma li sentiamo solo qualche secondo. Ciò è dovuto al fatto che, nell'aria, la velocità del suono è di molto inferiore alla velocità della luce.

     

    Velocità della luce nel mezzo 

    Ora ti invito a prestare attenzione al fatto che la velocità della luce è definita assumendo il vuoto come mezzo attraverso cui la luce si muove. Ciò vuol dire che, cambiando il mezzo, cambierà di conseguenza anche il valore di tale velocità.

    Per calcolare il valore della velocità della luce in un mezzo si ricorre alla seguente formula

    c \ = \ \frac{c_0}{n_{\mbox{mezzo}}}

    dove c indica la velocità della luce nel nuovo mezzo, c0 è la velocità della luce nel vuoto ed nmezzo rappresenta l'indice di rifrazione del mezzo.

    Ad esempio, poiché l'acqua ha un indice di rifrazione circa 1,33, la velocità della luce nell'acqua si ottiene dividendo per 1,33 il valore della velocità della luce nel vuoto, ossia

    c_{\mbox{acqua}} \ = \ \frac{c_0}{n_{\mbox{mezzo}}} \ \simeq \ \frac{299 \ 792 \ 458 \ \frac{\mbox{m}}{s}}{1,33} \ \simeq \ \ 225 \ 407 \ 863 \ \frac{\mbox{m}}{\mbox{s}}

    Se hai già studiato un po' di elettromagnetismo, un'altra formula utile a calcolare la velocità della luce nel mezzo è

    c \ = \ \frac{1}{\sqrt{\mu \varepsilon}}

    dove ε e μ indicano, rispettivamente, la costante dielettrica e la permeabilità magnetica del mezzo preso in esame.

    Ad esempio, poiché l'aria ha un indice di rifrazione di 1,000292, cioè quasi pari ad 1, si assume che la velocità della luce nell'aria sia uguale alla velocità della luce nel vuoto.

     

    Uso della velocità della luce nel Sistema Internazionale

    Un'ulteriore curiosità: il Sistema Internazionale ha scelto di utilizzare proprio il valore costante della velocità della luce nel vuoto per definire il metro, unità di misura fondamentale della lunghezza da cui si ricavano la maggior parte delle unità di misura SI.

    La velocità della luce nel vuoto è inoltre alla base della definizione di anno luce, unità di misura per le distanze astronomiche e della teoria della relatività di Einstein.

     

    È tutto! Per una tabella di riepilogo sulle costanti fisiche puoi consultare la pagina del link.

    Risposta di Galois
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