Velocidad de la luz – Qué es, importancia, definición y concepto


La velocidad de la luz es la distancia que las ondas electromagnéticas que forman parte del espectro visible atraviesan por unidad de tiempo. Se trata de una constante física: es decir, de un valor que no registra cambios en un proceso físico pese al avance temporal.

Con origen en el vocablo latino velocĭtas, la velocidad es una magnitud física que hace referencia al espacio que recorre alguien o algo en un cierto tiempo. En el sistema internacional, la unidad de velocidad es el metro por segundo.

La luz, en tanto, es la radiación en el espectro electromagnético que el ser humano puede percibir a través de la vista. Esa radiación implica una propagación de partículas o energía por el espacio.

La velocidad de la luz en el vacío es una constante física.

Cuál es la velocidad de la luz

La velocidad de la luz es de 299.792.458 metros por segundo, medida en el vacío (el espacio que no tiene materia). El símbolo de esta constante es c, ya que se tuvo en cuenta el vocablo latino celéritās.

Es importante considerar que, cuando la medición no se hace en el vacío, inciden factores electromagnéticos. Por eso, si el medio es material, la velocidad de la luz resulta inferior respecto a c. Al tomar la velocidad de la luz en el vacío y dividirla por la velocidad de la luz en un medio físico específico, el cociente que se obtiene recibe la denominación de índice de refracción.

Cabe destacar que el reconocimiento como una constante del valor que se mide de la velocidad de la luz en el vacío tuvo lugar en 1983. A partir de esta definición, también se fijó que el metro es una unidad que deriva de dicha constante física, estableciéndose que es la distancia que la luz recorre en el vacío en un plazo de 1/299.792.458 segundos.

El índice de refracción de un medio incide en la velocidad de la luz.

Algunas consideraciones

El desplazamiento de la luz visible por el vacío se concreta con una rapidez constante. Esta constante, que como ya indicamos líneas arriba se denomina c, es igual a la rapidez con que se propagan las ondas gravitacionales de acuerdo a la teoría general de la relatividad que propuso Albert Einstein.

Teniendo en cuenta los principios de cada ecuación de Maxwell y del resto de las leyes que explican los fenómenos del electromagnetismo, la velocidad de la luz no tiene que ver con la velocidad de la fuente de la radiación. Por lo tanto, la luz que emite un cuerpo que está quieto se desplaza con idéntica rapidez que aquella emitida por un elemento que se está moviendo a gran velocidad. Sin embargo, de acuerdo al llamado efecto Doppler relativista, la frecuencia de la luz que emite un objeto que está en movimiento sí se modifica.

Puede afirmarse que, más allá del marco de referencia que tenga quien observa y de la rapidez con la cual se desplaza la fuente lumínica, la totalidad de los observadores medirán la velocidad de la luz en el vacío con un mismo valor.

El conjunto de vínculos que se conocen como transformaciones de Lorentz explican las relaciones existentes entre los cálculos de una magnitud física realizados por distintos observadores. Estas transformaciones introducen una distorsión de las distancias y los tiempos haciendo que la velocidad de la luz conserve su constancia.

Debe considerarse que, si la información pudiese trasladarse a más velocidad que c en un determinado marco de referencia, se violaría el ordenamiento causal ya que se observaría primero el efecto y luego la causa. En este punto es importante el concepto de cono de luz, que permite representar el espacio-tiempo en virtud de la teoría de la relatividad especial.

El cono de luz describe cómo evoluciona un haz de luz en el tiempo. La propagación se produce desde y hacia un punto en regiones que define este cono.

La velocidad de la luz tiene relevancia en materia de telecomunicaciones.

La importancia de la velocidad de la luz en las telecomunicaciones

Las comunicaciones por fibra óptica permiten transmitir información mediante el envío de ondas de luz. Las señales quedan encerradas en la fibra, que funciona como conductor, y viajan a una gran velocidad por el bajo índice de refracción de los materiales empleados.

Las leyes de refracción y reflexión de la luz señalan por qué la luz se mantiene en el conducto, mientras que la ley de Snell explica el cambio de trayectoria cuando se pasa de un medio transparente a otro con menor velocidad de propagación.

Como ya vimos, la velocidad de la luz indica que, en el vacío, los fotones (partículas elementales de la luz) se mueven a casi 300.000 kilómetros por segundo. Por el índice de refracción, la luz viaja más lento por el aire y por el agua, por ejemplo.

En el caso de la fibra óptica, la luz alcanza una velocidad máxima que, en teoría, se acerca a los 204.218 kilómetros por segundo. De todos modos, también se deben considerar las interferencias y el ancho de banda para la transmisión de la información.

Es importante mencionar que, al llegar a un servidor o una computadora, los haces de luz son convertidos en señales eléctricas que se desplazan a una velocidad muy inferior a la de la luz. Desde hace tiempo se trabaja en el desarrollo de una tecnología conocida como óptica integrada que permitiría evitar esa transformación, posibilitando que los paquetes de datos permanezcan como ondas lumínicas en todas las etapas.

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