MOSTRARE CHE LA LUCE NON SI PROPAGA ISTANTANEAMENTE (con velocità infinita) MISURARE LA SUA VELOCITA’ CON LO SPECCHIO ROTANTE

J. Foucault A.A. Michelson

APPARECCHIATURE dell' ESPERIMENTO DESCRIZIONE - Laser Rosso Ne-He con alimentatore - (1) S.G. Specchio Girevole: velocità massima giri/min, frequenza di rotazione circa 467Hz, 220V. - (2) Lente convergente bifocale: focale circa 5m. ( a circa 5m dallo specchio girevole) - (3) S.P. Specchio Piano fisso (a circa 12,5 m dallo specchio girevole e a circa 50 cm dal laser). - Variatore di velocità dello specchio girevole (Reostato a 220V). - Web-Cam - Computer - (4) Separatore di raggi luminosi (Vetrino Trasparente Semiriflettente sottile, disposto alla stessa distanza dal laser a dalla scala di lettura in vetro, circa 25cm ) - (5) Scala di lettera in vetro

Dalla misura diretta della VARIAZIONE DI PERCORSO ∆x si calcola indirettamente l’ANGOLO DI DEVIAZIONE DEL RAGGIO LUMINOSO. Dalla velocità di rotazione dello specchio che è nota, tramite un calcolo matematico si ricava dapprima il tempo t impiegato dalla luce per percorrere il tratto di andata e ritorno fra i due specchi; poi si determina la velocità della luce c, data dal rapporto seguente: cioè Inserendo i dati, distanza e tempo, ricaviamo la velocità della luce c

La variazione di percorso della luce nel nostro esperimento è molto molto piccola! perciò il raggio luminoso ROSSO di ritorno dallo specchio girevole è quasi allineato con il raggio NERO emesso dal Laser.

Nel triangolo rettangolo S S' S", l'angolo β è dato da Ma quando l'angolo è molto piccolo come nel nostro caso, Perciò angolo β (in radianti) (non eseguiamo il calcolo perchè poco significativo).

La fisica (cinematica rotazionale) ci dice che la relazione fra velocità angolare ω e frequenza di rotazione f dello specchio, è : ω = 2π ∙ f (radianti/secondo) e l'angolo (in radianti) compiuto nella rotazione nel tempo ∆t, è: α = ω ∙ ∆t (radianti) oppure α = 2π ∙ f ∙ ∆t (radianti) da cui, tenendo conto che β =2 α e β si ottiene il tempo

è il tempo per percorre avanti e indietro la distanza fra i due specchi di quasi 25m (tempo difficilmente calcolabile direttamente nell'800).

Distanza fra gli specchi =12,10m ±0,01m (misura fatta con bindella)

Considerando la velocità della luce pari a c=3∙10 8 m/s l'errore % commesso è: