Ik weet zeker dat dit een triviale vraag is voor iemand die iets weet van elektromagnetische straling, maar: hoe doen experimentatoren meet de golflengte / frequentie van licht? Hoe weten we bijvoorbeeld dat rood licht $ 650-700 ~ \ text {nm} $ golflengte heeft?
Antwoord
De vroegste nauwkeurige bepaling van de golflengte was, denk ik, door Michelson. Met behulp van zijn uitvinding, de Michelson Interferometer, kon hij aan een micrometerknop draaien en werkelijk tellen hoeveel golflengten hij een spiegel bewoog. Redelijk monochromatisch licht kon in die tijd worden verkregen uit kwikdamp (of andere elementaire) ontladingsbuizen of uit een monochromator (een spectroscoop met een spleet aan de uitgang om een kleur te selecteren). Dit was rond 1880. Ik moet bekennen dat ik het niet zeker weet. Hij was vastbesloten om de lichtsnelheid te meten. Precies wanneer hij aan golflengte werkte, weet ik niet. Ik weet zeker dat iemand hier die info kan toevoegen.
http://physical-optics.blogspot.com/2011/06/michelsons-interferometer.html
Michelson kon veel golflengten tellen, zodat de spiegel voldoende bewoog om een goed gemiddelde uit de mechanische meting te halen. Hij was in staat om de golflengte van precies bekende kleuren te meten, zodat de resultaten gemakkelijk door anderen konden worden gereproduceerd. Destijds was er veel belangstelling voor de spectra van aangeslagen atomen van elementen en van de zon en sterren via het nieuwe medium fotografie. Fotografische spectra van een ster werden voor het eerst gemaakt in 1863.
Als je eenmaal een golflengte en de snelheid hebt, die Michelson ook met een hoge mate van nauwkeurigheid heeft bepaald door de roterende spiegelmethode te verfijnen, is de frequentie slechts f = snelheid / golflengte. De frequenties zijn waanzinnig grote getallen zoals het rood in een helium-neonlaser 4.7376 x 10 ^ 14 per seconde of 473.76 THz is. Dat is tera-Hertz en het is fijn dat tera ook triljoen is. Daarom gebruiken mensen golflengte in nanometers, zodat het rood van de laser wordt omschreven als 632,8 nm, wat een stuk makkelijker is. Als je ouder materiaal leest je zult zien dat we een iets handiger maat hebben gebruikt, de Angstrom, die 1/10 nanometer is. Hetzelfde licht is 6328 $ \ overset {\ circ} {A} $. De Angstrom wordt afgekort als een hoofdletter “A” met een kleine punt of cirkel eroverheen. (Het staat in de UTF8-tekenset, maar ik weet niet zeker of het voor iedereen zal worden weergegeven, dus heb ik het vervalst in LaTeX.)
Ik denk dat ik die frequentieberekening heb Rechtsaf. Het wordt trouwens geaccepteerd om een Griekse lambda $ \ lambda $ te gebruiken voor golflengte en nu $ \ nu $ voor frequentie. Vervolgens $ velocity \;\ lambda \ nu $.
Antwoord
Voor een ruwe meting zou je in wezen elk experiment kunnen opzetten waarvan de resultaten afhangen van de golflengte. Reflecteer bijvoorbeeld een straal vanaf een diffractierooster en meet de reflectiehoek. Dit betekent in wezen dat je een type spectrometer moet bouwen.
Een instrument dat de golflengte van een bijna-monochromatische straal heel precies meet, wordt een wavemeter . Wavemeters kunnen op verschillende principes worden gebouwd, maar veelgebruikte zijn de Michelson inteferometer en de Fizeau interferometer.