Calculando la velocidad de la luz con chocolate

Calculando la velocidad de la luz con chocolate

1. Introducción

En el experimento de hoy, vamos a calcular la velocidad de la luz usando un microondas. Para ello, utilizaremos la siguiente fórmula:

Velocidad de la luz(m/s) = Longitud de onda λ (m) x Frecuencia (Hz)

2. Materiales

• Microondas
• Chocolate
• Plato 
• Metro

3. Procedimiento

Primero retiraremos el plato de cristal rotatorio del microondas y meteremos nuestra tabla de chocolate en un plato, a continuación encenderemos el microondas por unos segundos, los necesarios para que se derrita un poco la superficie del chocolate, unos 15-30 segundos.

Al sacar el chocolate observaremos que se a derretido en franjas, estos puntos corresponden a los vientres de la onda microondas, por lo tanto la distancia entre las franjas será aproximadamente de λ/2, esto significa que si multiplicamos la distancia por 2 obtendremos λ.

Si además miramos la frecuencia de funcionamiento del microondas que se use (aparece en una pegatina detrás del microondas) junto con λ podemos calcular la velocidad de la luz.

4. Explicación

Un microondas funciona emitiendo unas ondas microondas que viajan a la velocidad de la luz, estas ondas rebotan dentro del microondas y se convierten en ondas estacionarias, las ondas estacionarias tienen la propiedad de que sus nodos y vientres no se "mueven", se quedan en el mismo sitio, es decir, habrá secciones donde la amplitud siempre será 0 y otros donde oscilara desde la mayor amplitud hasta la menor, esto es similar al experimento del tubo de kundt en el que calculamos la velocidad del sonido.

Estos puntos de la onda estacionaria de máxima amplitud serán dónde se derrita el chocolate, por lo tanto si medimos la distancia entre dos de estos puntos estaremos midiendo la longitud de onda λ.

5. Resultados

En nuestro caso antes de hacer el experimento calculamos cuanto no tenia que dar, como sabemos que la velocidad de la luz es 3·10^8 (m/s) y nuestro microondas funciona con una frecuencia de 2450·10^6 Hz calculando: 

3·10^8 = λ · 2450·10^6 

Podemos determinar λ, y sabemos que en el chocolate veremos franjas a una distancia de λ/2 por lo tanto la distancia que buscamos es de 0.112 m/2 = 0.056 m = 5.6 cm = λ/2

Al derretir el chocolate obtuvimos unas franjas separadas a unos 5.6 cm justo lo que nos debería dar;