Estoy seguro de que esta es una pregunta trivial para alguien que sabe algo sobre radiación electromagnética, pero: ¿cómo lo hacen los experimentadores medir la longitud de onda / frecuencia de la luz? Por ejemplo, ¿cómo sabemos que la luz roja tiene $ 650-700 ~ \ text {nm} $ longitud de onda?
Respuesta
La primera determinación precisa de la longitud de onda fue, creo, por Michelson. Usando su invento, el interferómetro de Michelson, podía girar un dial micrométrico y realmente contar cuántas longitudes de onda movía un espejo. Luz monocromática razonable se podía obtener en ese momento de los tubos de descarga de vapor de mercurio (u otros elementos elementales) o de un monocromador (un espectroscopio con una ranura en la salida para seleccionar un color). Esto fue alrededor de 1880. Confieso que no lo sé con certeza. Estaba decidido a medir la velocidad de la luz. No sé exactamente cuándo trabajó en la longitud de onda. Estoy seguro de que alguien aquí puede agregar esa información.
http://physical-optics.blogspot.com/2011/06/michelsons-interferometer.html
Michelson fue capaz de contar muchas longitudes de onda para que el espejo se moviera lo suficiente como para obtener un buen promedio de la medición mecánica. Pudo medir la longitud de onda de colores conocidos con precisión para que los resultados fueran fácilmente reproducidos por otros. En ese momento había mucho interés en los espectros de átomos excitados de elementos y del sol y las estrellas a través del nuevo medio de la fotografía. Los espectros fotográficos de una estrella se realizaron por primera vez en 1863.
Una vez que tiene una longitud de onda y la velocidad, que Michelson también determinó con un alto grado de precisión refinando el método del espejo giratorio, la frecuencia es solo f = velocidad / longitud de onda. Las frecuencias son números increíblemente grandes, como el rojo en un láser de helio-neón es 4.7376 x 10 ^ 14 por segundo o 473.76 THz. Eso es tera-Hertz y es bueno que tera- también sea un billón. Es por eso que la gente usa la longitud de onda en nanómetros, de modo que el rojo del láser se describe como 632.8nm, que es mucho más fácil. Si lee material más antiguo Verá que usamos una medida un poco más conveniente, el Angstrom, que es 1/10 de nanómetro. La misma luz es 6328 $ \ overset {\ circ} {A} $. El Angstrom se abrevia como una «A» mayúscula con un pequeño punto o círculo sobre él. (Está en el juego de caracteres UTF8, pero no estoy seguro de que se renderice para todos, así que lo fingí en LaTeX).
Creo que obtuve ese cálculo de frecuencia derecho. Por cierto, se acepta usar una lambda griega $ \ lambda $ para la longitud de onda y nu $ \ nu $ para la frecuencia. Entonces $ velocidad \; = \; \ lambda \ nu $.
Respuesta
Para una medición aproximada, puede configurar esencialmente cualquier experimento cuyos resultados dependan de longitud de onda. Por ejemplo, refleje un rayo de una rejilla de difracción y mida el ángulo de reflexión. Básicamente, esto significa construir un tipo de espectrómetro .
Un instrumento que mide la longitud de onda de un haz casi monocromático con mucha precisión se llama medidor de ondas . Los medidores de onda se pueden construir sobre varios principios diferentes, pero los más comunes incluyen el inteferómetro de Michelson y el interferómetro de Fizeau.