Jestem pewien, że jest to trywialne pytanie dla kogoś, kto wie coś o promieniowaniu elektromagnetycznym, ale: jak eksperymentatorzy zmierzyć długość fali / częstotliwość światła? Na przykład, skąd wiemy, że czerwone światło ma 650-700 $ ~ \ text {nm} $ długość fali?
Odpowiedź
Najwcześniejsze dokładne określenie długości fali zostało, jak sądzę, przeprowadzone przez Michelsona. Używając swojego wynalazku, interferometru Michelsona, mógł obrócić tarczę mikrometryczną i policzyć, o ile długości fal przesunął lustro. Rozsądne światło monochromatyczne można było w tym czasie uzyskać z rur wyładowczych oparów rtęci (lub innych pierwiastków) lub z monochromatora (spektroskopu ze szczeliną na wyjściu do wyboru koloru). Było to około 1880 roku. Przyznaję, że nie wiem na pewno. Był zdeterminowany, aby zmierzyć prędkość światła. Nie wiem, kiedy dokładnie pracował nad długością fali. Jestem pewien, że ktoś tutaj może dodać te informacje.
http://physical-optics.blogspot.com/2011/06/michelsons-interferometer.html
Michelson był w stanie policzyć wiele długości fal, tak że lustro poruszało się wystarczająco, aby uzyskać dobrą średnią z pomiaru mechanicznego. Był w stanie zmierzyć długość fali dokładnie znanych kolorów, dzięki czemu wyniki były łatwo odtwarzane przez innych. W tamtych czasach zainteresowanie widmami wzbudzonych atomów pierwiastków oraz słońca i gwiazd za pośrednictwem nowego medium fotografii było bardzo duże. Fotograficzne widma gwiazdy wykonano po raz pierwszy w 1863 roku.
Gdy już mamy długość fali i prędkość, które Michelson również określił z dużą dokładnością, udoskonalając metodę wirującego lustra, częstotliwość wynosi zaledwie f = prędkość / długość fali. Częstotliwości są szalenie dużymi liczbami, takimi jak czerwień w laserze helowo-neonowym i wynosi 4,7376 x 10 ^ 14 na sekundę lub 473,76 THz. To teraHertz i fajnie, że tera- to także bilion. Dlatego ludzie używają długości fali w nanometrach, aby czerwień lasera była opisywana jako 632,8nm, co jest o wiele łatwiejsze. Jeśli czytasz starszy materiał zobaczysz, że użyliśmy nieco wygodniejszej miary, angstremów, czyli 1/10 nanometra. To samo światło to 6328 $ \ overset {\ circ} {A} $. Angstrom jest skracany do dużej litery „A” z małą kropką lub kółkiem nad nim. (Jest w zestawie znaków UTF8, ale nie jestem pewien, czy będzie renderowany dla wszystkich, więc sfałszowałem to w LaTeX.)
Myślę, że mam obliczenie częstotliwości dobrze. Nawiasem mówiąc, akceptuje się użycie greckiej lambda $ \ lambda $ dla długości fali i nu $ \ nu $ dla częstotliwości. Wtedy $ velocity \; = \; \ lambda \ nu $.
Odpowiedź
Aby uzyskać przybliżony pomiar, można w zasadzie skonfigurować dowolny eksperyment, którego wyniki zależą od długość fali. Na przykład odbij wiązkę od siatki dyfrakcyjnej i zmierz kąt odbicia. Zasadniczo oznacza to zbudowanie typu spektrometru .
Instrument, który bardzo precyzyjnie mierzy długość fali wiązki prawie monochromatycznej, nazywa się a falomierz . Wavimetry można zbudować na kilku różnych zasadach, ale powszechne obejmują inteferometr Michelsona i interferometr Fizeau.