Tenho certeza de que esta é uma pergunta trivial para alguém que sabe algo sobre radiação eletromagnética, mas: como os experimentadores medir o comprimento de onda / frequência da luz? Por exemplo, como sabemos que a luz vermelha tem $ 650-700 ~ \ text {nm} $ comprimento de onda?
Resposta
A primeira determinação precisa de comprimento de onda foi, eu acho, por Michelson. Usando sua invenção, o interferômetro de Michelson, ele podia girar um micrômetro e realmente contar quantos comprimentos de onda ele moveu um espelho. Luz monocromática razoável poderia ser obtido na época de tubos de descarga de vapor de mercúrio (ou outro elemental) ou de um monocromador (um espectroscópio com uma fenda na saída para selecionar uma cor). Isso foi por volta de 1880. Confesso que não tenho certeza. Ele estava determinado a medir a velocidade da luz. Não sei exatamente quando ele trabalhou no comprimento de onda. Tenho certeza de que alguém aqui pode adicionar essa informação.
http://physical-optics.blogspot.com/2011/06/michelsons-interferometer.html
Michelson foi capaz de contar muitos comprimentos de onda para que o espelho se movesse o suficiente para obter uma boa média da medição mecânica. Ele foi capaz de medir o comprimento de onda de cores precisamente conhecidas para que os resultados fossem facilmente reproduzidos por outros. Na época, havia muito interesse nos espectros de átomos excitados de elementos e do sol e estrelas através do novo meio da fotografia. O espectro fotográfico de uma estrela foi feito pela primeira vez em 1863.
Assim que você tem um comprimento de onda e a velocidade, que Michelson também determinou com um alto grau de precisão refinando o método do espelho giratório, a frequência é apenas f = velocidade / comprimento de onda. As frequências são números absurdamente grandes, como o vermelho em um laser de hélio-neon é 4,7376 x 10 ^ 14 por segundo ou 473,76 THz. Isso é tera-Hertz e é bom que tera- também seja trilhões. É por isso que as pessoas usam comprimento de onda em nanômetros, de modo que o vermelho do laser é descrito como 632,8 nm, o que é muito mais fácil. você verá que usamos uma medida um pouco mais conveniente, o Angstrom, que é 1/10 nanômetro. A mesma luz é 6328 $ \ overset {\ circ} {A} $. O Angstrom é abreviado como “A” maiúsculo. com um pequeno ponto ou círculo sobre ele. (Está no conjunto de caracteres UTF8, mas não tenho certeza se renderá para todos, então falsifiquei em LaTeX.)
Acho que consegui aquele cálculo de frequência direita. A propósito, é aceito o uso de um lambda grego $ \ lambda $ para comprimento de onda e nu $ \ nu $ para frequência. Então $ velocity \; = \; \ lambda \ nu $.
Resposta
Para uma medição aproximada, você pode configurar essencialmente qualquer experiência cujos resultados dependam do Comprimento de onda. Por exemplo, reflita um feixe de uma rede de difração e meça o ângulo de reflexão. Isso significa essencialmente construir um tipo de espectrômetro .
Um instrumento que mede o comprimento de onda de um feixe quase monocromático com muita precisão é chamado de medidor de onda . Medidores de onda podem ser construídos em vários princípios diferentes, mas os mais comuns incluem o interferômetro Michelson e o interferômetro Fizeau.