De snelheid van een elektromagnetische golf in een vacuüm, aangegeven door de letter 'C', is een fundamentele constante van de natuur. We kennen de waarde ervan door een combinatie van experimentele metingen en theoretisch begrip. Hier is hoe:

1. Maxwell's vergelijkingen:

* In de 19e eeuw formuleerde James Clerk Maxwell een reeks vergelijkingen die elektriciteit en magnetisme verenigden. Deze vergelijkingen voorspelden het bestaan ​​van elektromagnetische golven en gaven ook een manier om hun snelheid te berekenen.

* De vergelijkingen van Maxwell relateren de snelheid van het licht (c) aan de permittiviteit (ε₀) en permeabiliteit (μ₀) van vrije ruimte:

* c =1 / √ (ε₀μ₀)

2. Experimentele verificatie:

* Directe meting: De snelheid van het licht is direct gemeten met behulp van verschillende technieken, waaronder:

* Roterende spiegelexperimenten: Deze experimenten gebruiken spiegels die op hoge snelheden roteren om de tijd te meten die nodig is voordat het licht een bekende afstand aflegt.

* interferometrie: Deze techniek maakt gebruik van de interferentiepatronen van lichtgolven om de snelheid van het licht met hoge precisie te meten.

* indirecte metingen: De snelheid van het licht kan ook indirect worden afgeleid door het gedrag van licht in verschillende situaties te observeren:

* Het meten van de frequentie en golflengte van licht: De snelheid van het licht is het product van zijn frequentie en golflengte (C =Fλ). Door deze waarden nauwkeurig te meten, kan de snelheid van het licht worden bepaald.

* het observeren van de afbuiging van licht door massieve objecten: Het buigen van licht rond massieve objecten, zoals voorspeld door algemene relativiteitstheorie, is afhankelijk van de snelheid van het licht.

3. De waarde van 'C':

* Door deze verschillende experimentele en theoretische methoden is vastgesteld dat de snelheid van het licht in een vacuüm ongeveer 299,792,458 meter per seconde (m/s) is .

* Deze waarde is zo fundamenteel dat het nu wordt gebruikt om de lengte van een meter te definiëren, waardoor het een exacte waarde is.

Samenvattend komt onze kennis van de snelheid van het licht in een vacuüm voort uit een combinatie van theoretische voorspellingen op basis van de vergelijkingen van Maxwell en een schat aan experimentele metingen die deze voorspellingen hebben bevestigd.