Jeg er sikker på, at dette er et trivielt spørgsmål til en, der ved noget om elektromagnetisk stråling, men: hvordan eksperimenterer måle bølgelængde / frekvens af lys? Hvordan ved vi for eksempel, at rødt lys har $ 650-700 ~ \ text {nm} $ bølgelængde?
Svar
Den tidligste nøjagtige bestemmelse af bølgelængde var, tror jeg, af Michelson. Ved hjælp af sin opfindelse, Michelson Interferometer, kunne han dreje et mikrometerhjul og faktisk tælle hvor mange bølgelængder han bevægede et spejl. Rimeligt monokromatisk lys kunne fås på det tidspunkt fra kviksølvdamp (eller andre elementære) udledningsrør eller fra en monokromator (et spektroskop med en spalte på udgangen for at vælge en farve). Dette var omkring 1880. Jeg indrømmer, at jeg ikke ved det helt sikkert. Han var fast besluttet på at måle lysets hastighed. Præcis når han arbejdede på bølgelængde ved jeg ikke. Jeg er sikker på, at nogen her kan tilføje disse oplysninger.
http://physical-optics.blogspot.com/2011/06/michelsons-interferometer.html
Michelson var i stand til at tælle mange bølgelængder, så spejlet bevægede sig nok til at få et godt gennemsnit fra den mekaniske måling. Han var i stand til at måle bølgelængden af nøjagtigt kendte farver, så resultaterne let blev gengivet af andre. På det tidspunkt var der stor interesse for spektrene af ophidsede atomer af elementer og for solen og stjernerne gennem det nye fotograferingsmedium. Fotografiske spektre af en stjerne blev udført først i 1863.
Når du først har en bølgelængde og hastigheden, som Michelson også bestemte med en høj grad af nøjagtighed ved at forfine metoden til det roterende spejl, er frekvensen bare f = hastighed / bølgelængde. Frekvenserne er skøre store tal som den røde i en helium-neon laser er 4.7376 x 10 ^ 14 pr. Sekund eller 473.76 THz. Det er tera-Hertz, og det er dejligt, at tera også er billioner. Det er derfor, folk bruger bølgelængde i nanometer, så det røde fra laseren beskrives som 632,8 nm, hvilket er meget lettere. Hvis du læser ældre materiale du vil se, at vi brugte et lidt mere bekvemt mål, Angstrom, som er 1/10 et nanometer. Det samme lys er 6328 $ \ overset {\ circ} {A} $. Angstrøm er forkortet som et stort “A” med en lille prik eller cirkel over det. (Det er i UTF8-tegnsættet, men jeg er ikke sikker på, at det gengives for alle, så jeg forfalskede det i LaTeX.)
Jeg tror, jeg fik den frekvensberegning ret. Forresten accepteres det at bruge en græsk lambda $ \ lambda $ til bølgelængde og nu $ \ nu $ for frekvens. Derefter $ velocity \; = \; \ lambda \ nu $.
Svar
For en grov måling kan du opsætte stort set ethvert eksperiment, hvis resultater afhænger af bølgelængde. F.eks. Reflekter en stråle fra et diffraktionsgitter , og mål refleksionsvinklen. Dette betyder i det væsentlige at opbygge en type spektrometer .
Et instrument, der måler bølgelængden af en næsten monokromatisk stråle meget præcist kaldes en wavemeter . Bølgemålere kan bygges på flere forskellige principper, men almindelige inkluderer Michelson inteferometer og Fizeau interferometer.