Por meio de um período de comemorações que ocorre todos os anos é possível realizar algumas conclusões físicas a respeito da velocidade do som e da luz. A festa junina é celebrada a cada ano com a tradição de soltar fogos de artifícios e é por meio da queima desses utensílios que pode-se identificar o quão rápido o som e a luz se propagam.
Todas as pessoas que já participaram de uma festa como essa devem ter percebido que a luz se propaga muito mais rápido do que o seu mesmo que inconscientemente visto que o cérebro associa o efeito de luminosidade como o primeiro evento para depois receber e interpretar as ondas sonoras provocadas pelos fogos de artifícios.
Mesmo que as pessoas estejam a um distancia próxima do local de queima dos fogos, ainda assim poderão perceber uma pequena diferença entre a identificação da luz e do som. Logo, é fácil concluir que a velocidade de propagação da luz é maior do que a do som.
Outra situação bastante comum em que também é possível identificar essa diferença é durante tempestades de raios. Ao parar e observar a chuva também será possível notar um tempo considerável de diferença entre o aparecimento das luzes provenientes do raio e do barulho que causa.
Velocidade da luz
Durante o dia a dia, diversos utensílios utilizam a luz para iluminar os ambientes, além de outros acessórios como, por exemplo, a decoração da arvore de natal. Ao observar esses eventos a impressão que se tem é de que a luz se propaga instantaneamente.
Embora não seja verdade, a muito tempo atrás durante as primeiras observações sobre a luz acreditava-se que a luminosidade era algo que ocorria de modo instantâneo, ou seja, assim que acionada ela seria vista imediatamente pelo observador.
Entretanto, esse fato foi mostrado foi por James Clerck Maxwell que conseguiu mostrar que a luz se propaga com uma certa rapidez que era extremamente alta, principalmente, quando comparada com outros fenômenos conhecidos do cotidiano.
A primeira ocasião em que foi possível realizar uma medição mais apurada a respeito da velocidade da luz foi no século XIX, que foi feita por Hippolyte Fizeau e que, posteriormente, foi aperfeiçoado por Leon Foucault.
A experiência desenvolvida para conseguir medir a grande rapidez de propagação da luz consistia de colocar uma roda dentada na frente de um observador juntamente com uma fonte de luminosidade. Com base nesse local do observador, fica um espelho que era responsável por refletir a luz para o observador.
Conforme a variação da rotação do disco, ora era possível enxergar o reflexo da luz ora não. Esse experimento possibilitou inferir uma aproximação sobre a rapidez da luminosidade obtendo 315.000.000 m/s. Apesar de não ser o valor conhecido atualmente, é um número bem próximo.
Com base nesse experimento foi possível aprimorá-lo para aumentar a capacidade de inferência. Atualmente sabe-se que a luz viaja a 299.792.458 m/s. Essa velocidade é surpreendentemente alta.
Velocidade do som
Após conhecer um pouco sobre a rapidez com que a luz se propaga e com base nos exemplos dados dos fogos de artifícios e dos relâmpagos fica evidente que a som é bem mais lento do que a luz mesmo sendo produzidos no mesmo momento. Enquanto a velocidade da luz é aproximadamente trezentos milhões de metros por segundo, a do som é de apenas 343m/s.
Contudo, para que os cientistas conseguissem chegar esse número foi preciso muitos experimentos. Por volta do ano de 1635, Pierre Gassengi estudava o som e conseguiu medir por meio da observação do barulho realizado pelos canhões.
Entretanto, como não tinha os instrumentos necessários para inferir com precisão a rapidez do som, conseguiu obter o valor de 478 m/s que é um número bem acima do conhecido atualmente.
Posteriormente, uma equipe de cientistas da Academia de Ciências de Paris conseguiu obter um resultado muito melhor e que se aproximava bastante do valor conhecido que foi de 344 m/s. É importante destacar que o experimento foi realizado com o ar a uma temperatura de 20° C.
Com o tempo, houve um avanço significativo dos estudos a respeito do som que possibilitaram concluir que a temperatura do ar é um fator capaz de modificar como o som se propaga, ou seja, a Academia Francesa conseguiu chegar a conclusão de que temperaturas menores fazem com que o som se propague muito mais rapidamente.
Por outro lado, um aumento na temperatura faz com que o som necessite de mais tempo para percorrer um mesmo período em uma temperatura menor. Para se ter uma ideia, em 0° C, o som se propaga a aproximadamente 331,4 m/s, mas ainda assim está longe de atingir a capacidade de propagação da luz.
Após esse experimento outros já foram realizados para tentar aumentar a precisão dessa mediação realizada a respeito da velocidade do som, entretanto não conseguiram apresentar resultados significativamente muito diferentes desses valores obtidos em 1822.
