Jag är säker på att det här är en trivial fråga för någon som vet något om elektromagnetisk strålning, men: hur experimenterar mäta ljusets våglängd / frekvens? Hur vet vi till exempel att rött ljus har $ 650-700 ~ \ text {nm} $ våglängd?
Svar
Den tidigaste exakta bestämningen av våglängden var, tror jag, av Michelson. Med sin uppfinning, Michelson-interferometern, kunde han vrida en mikrometerratt och faktiskt räkna hur många våglängder han flyttade en spegel. Rimligt monokromatiskt ljus kunde fås vid den tiden från kvicksilverånga (eller andra elementära) urladdningsrör eller från en monokromator (ett spektroskop med en slits på utgången för att välja en färg). Det var omkring 1880. Jag erkänner att jag inte vet säkert. Han var fast besluten att mäta ljusets hastighet. Exakt när han arbetade på våglängden vet jag inte. Jag är säker på att någon här kan lägga till den informationen.
http://physical-optics.blogspot.com/2011/06/michelsons-interferometer.html
Michelson kunde räkna många våglängder så att spegeln rörde sig tillräckligt för att få ett bra medelvärde från den mekaniska mätningen. Han kunde mäta våglängden för exakt kända färger så att resultaten enkelt reproducerades av andra. Vid den tiden fanns ett stort intresse för spektra av glada atomer av element och solen och stjärnorna genom det nya fotograferingsmediet. Fotografiska spektra av en stjärna gjordes först 1863.
När du väl har en våglängd och hastigheten, som Michelson också bestämde till en hög grad av noggrannhet genom att förfina metoden för den roterande spegeln, är frekvensen bara f = hastighet / våglängd. Frekvenserna är galna stora siffror som den röda i en heliumneonlaser är 4,7376 x 10 ^ 14 per sekund eller 473,76 THz. Det är tera-Hertz och det är trevligt att tera också är miljarder. Det är därför människor använder våglängd i nanometer, så att det röda från lasern beskrivs som 632,8 nm, vilket är mycket lättare. Om du läser äldre material du kommer att se att vi använde ett något bekvämare mått, Angström, som är 1/10 en nanometer. Samma ljus är 6328 $ \ överskott {\ circ} {A} $. Angström är förkortat som ett stort ”A” med en liten prick eller cirkel över den. (Det finns i UTF8-teckenuppsättningen men jag är inte säker på att det kommer att återges för alla, så jag fejkade det i LaTeX.)
Jag tror att jag har fått den frekvensberäkningen rätt. Förresten är det accepterat att använda en grekisk lambda $ \ lambda $ för våglängd och nu $ \ nu $ för frekvens. Sedan $ hastighet \; = \; \ lambda \ nu $.
Svar
För en grov mätning kan du skapa i princip alla experiment vars resultat beror på våglängd. Spegla till exempel en stråle från ett diffraktionsgitter och mät reflektionsvinkeln. Detta innebär i huvudsak att bygga en typ av spektrometer .
Ett instrument som mäter våglängden hos en nästan monokromatisk stråle mycket exakt kallas en wavemeter . Vågmätare kan byggas på flera olika principer, men vanliga inkluderar Michelson inteferometer och Fizeau interferometer.