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Método Roemer
El cono de sombra que crea el Sol tras Júpiter es atravesado periódicamente por Ío. Esto hace que, desde la Tierra, Ío desaparezca y reaparezca cada cierto tiempo, oculto en dicha sombra. Las posiciones en las que se ha dibujado la Tierra corresponden a la más cercana y a la más alejada de Júpiter respectivamente, y ayudaron a Roemer a medir la velocidad de la luz por primera vez.
Roemer observó que, cuando Júpiter se hallaba a la distancia mínima de la Tierra, el tiempo entre dos salidas sucesivas de la sombra era de 42 h y 28 minutos, aproximadamente. Por contra, cuando la Tierra estaba en su punto más alejado el periodo se incrementaba 22 minutos.
La conclusión era que el incremento de tiempo se debía al lapso de tiempo que tardaba la luz en recorrer la distancia adicional. Dicha distancia, representada en la figura por d , correspondía al diámetro de la Tierra alrededor del Sol, que en aquella época no se conocía con total precisión. Esto, unido a las imperfecciones de sus aparatos de medida, le llevo a calcular que la velocidad de la luz era de v=2.14·108 ( a partir de una simple relación v = d/t siendo t = 22·60 segundos ) . Aunque imprecisa, bastó para desterrar la idea de que la velocidad de la luz era infinita.
Método de Fizeau
El físico francés Armand H. L. Fizeau ( 1819 - 1869 ) diseñó, en 1849, un ingenioso experimento para medir la velocidad de la luz que le llevó a convertirse en la primera persona capaz de realizar una medida directa, en laboratorio, de tal magnitud. Para ello utilizó una rueda dentada, varias lentes y espejos y un foco de luz, dispuestos de manera similar a la siguiente figura:
El pulso de luz emitido por la bombilla superior se refleja en el espejo semitransparente hacia la derecha. Si el pulso es capaz de pasar entre los dientes de la rueda, que puede estar en rotación, se reflejará en un espejo situado a más de 8 km de distancia y volverá hacia la rueda. En caso de que esta, de nuevo, deje el pulso pasar entre sus dientes, el observador de la izquierda percibirá el pulso original, tras haber pasado por el espejo semitransparente.
Es evidente que cuando la rueda está parada la luz será visible siempre que pase por un hueco. También es evidente que si la rueda se encuentra en una posición tal que bloquea el paso de luz con un diente, el pulso no será percibido por el observador. Cuando comenzamos a girar la rueda aumentando poco a poco su velocidad, la luz será percibida de forma intermitente, en función de si pasa por un hueco o la bloquea un diente. Sin embargo, Fizeau observó que, si conseguía aumentar la velocidad de rotación de la rueda lo suficiente, el pulso no era visible en absoluto. Esto ocurría cuando el pulso quedaba siempre bloqueado por un diente. En un intervalo de la rotación un determinado diente bloquea la ida, cuando llega el hueco correspondiente el rayo pasa, pero para cuando el rayo ha regresado de nuevo a la rueda, el siguiente diente bloquea la vuelta.
De esta manera, conocida la velocidad de rotación de la rueda y el número de dientes, es posible determinar la velocidad de la luz. La primera medida que realizó Fizeau arrojó un valor de 315000 km/s.