Sono sicuro che questa sia una domanda banale per qualcuno che sa qualcosa sulla radiazione elettromagnetica, ma: come fanno gli sperimentatori misurare la lunghezza donda / frequenza della luce? Ad esempio, come sappiamo che la luce rossa ha $ 650-700 ~ \ text {nm} $ lunghezza donda?
Risposta
La prima determinazione accurata della lunghezza donda è stata, credo, da Michelson. Usando la sua invenzione, il Michelson Interferometer, poteva ruotare un quadrante micrometrico e effettivamente contare quante lunghezze donda ha spostato uno specchio. Luce monocromatica ragionevole allepoca si poteva avere da tubi a scarica di vapori di mercurio (o altro elementare) o da un monocromatore (uno spettroscopio con una fessura sulluscita per selezionare un colore). Era intorno al 1880. Confesso di non saperlo con certezza. Era determinato a misurare la velocità della luce. Esattamente quando ha lavorato sulla lunghezza donda non lo so. Sono sicuro che qualcuno qui può aggiungere queste informazioni.
http://physical-optics.blogspot.com/2011/06/michelsons-interferometer.html
Michelson è stato in grado di contare molte lunghezze donda in modo che lo specchio si muovesse abbastanza da ottenere una buona media dalla misurazione meccanica. È stato in grado di misurare la lunghezza donda di colori noti con precisione in modo che i risultati fossero facilmente riprodotti da altri. Allepoca cera molto interesse per gli spettri degli atomi eccitati degli elementi e del sole e delle stelle attraverso il nuovo mezzo della fotografia. Gli spettri fotografici di una stella furono eseguiti per la prima volta nel 1863.
Una volta che hai una lunghezza donda e la velocità, che Michelson ha anche determinato con un alto grado di precisione perfezionando il metodo dello specchio rotante, la frequenza è solo f = velocità / lunghezza donda. Le frequenze sono numeri folli come il rosso in un laser a elio-neon è 4.7376 x 10 ^ 14 al secondo o 473.76 THz. Quello è tera-Hertz ed è bello che anche tera- sia trilioni. Questo è il motivo per cui le persone usano la lunghezza donda in nanometri, in modo che il rosso del laser sia descritto come 632,8 nm, il che è molto più facile. Se leggi materiale più vecchio vedrai che abbiamo usato una misura leggermente più conveniente, lAngstrom, che è 1/10 di nanometro. La stessa luce è 6328 $ \ overset {\ circ} {A} $. LAngstrom è abbreviato in “A” maiuscola con un piccolo punto o un cerchio sopra (è nel set di caratteri UTF8 ma non sono sicuro che renderizzerà per tutti, quindi lho simulato in LaTeX).
Penso di aver ottenuto il calcolo della frequenza giusto. A proposito, è accettato luso di un greco lambda $ \ lambda $ per la lunghezza donda e nu $ \ nu $ per la frequenza. Quindi $ velocity \; = \; \ lambda \ nu $.
Risposta
Per una misurazione approssimativa, puoi impostare essenzialmente qualsiasi esperimento i cui risultati dipendono dalla lunghezza donda. Ad esempio, rifletti un raggio da un reticolo di diffrazione e misura langolo di riflessione. Ciò significa essenzialmente costruire un tipo di spettrometro .
Uno strumento che misura in modo molto preciso la lunghezza donda di un fascio quasi monocromatico è chiamato wavemeter . I Wavemeters possono essere costruiti in base a diversi principi, ma quelli comuni includono linterferometro di Michelson e linterferometro di Fizeau.