Ich bin sicher, dass dies eine triviale Frage für jemanden ist, der etwas über elektromagnetische Strahlung weiß, aber: wie machen Experimentatoren Messen Sie die Wellenlänge / Frequenz des Lichts? Woher wissen wir beispielsweise, dass rotes Licht eine Wellenlänge von $ 650-700 ~ \ text {nm} $ hat?
Antwort
Die früheste genaue Bestimmung der Wellenlänge wurde, glaube ich, von Michelson durchgeführt. Mit seiner Erfindung, dem Michelson-Interferometer, konnte er ein Mikrometer drehen und tatsächlich zählen, wie viele Wellenlängen er einen Spiegel bewegte. Angemessenes monochromatisches Licht konnte zu der Zeit aus Quecksilberdampf- (oder anderen elementaren) Entladungsröhren oder von einem Monochromator (einem Spektroskop mit einem Schlitz am Ausgang zur Auswahl einer Farbe) stammen. Dies war um 1880. Ich gebe zu, ich weiß es nicht genau. Er war entschlossen, die Lichtgeschwindigkeit zu messen. Genau wann er an der Wellenlänge gearbeitet hat, weiß ich nicht. Ich bin sicher, dass jemand hier diese Informationen hinzufügen kann.
http://physical-optics.blogspot.com/2011/06/michelsons-interferometer.html
Michelson konnte viele Wellenlängen zählen, so dass sich der Spiegel genug bewegte, um einen guten Durchschnitt aus der mechanischen Messung zu erhalten. Er konnte die Wellenlänge genau bekannter Farben messen, so dass die Ergebnisse von anderen leicht reproduziert werden konnten. Zu dieser Zeit gab es großes Interesse an den Spektren angeregter Atome von Elementen sowie von Sonne und Sternen durch das neue Medium Fotografie. Die fotografischen Spektren eines Sterns wurden erstmals 1863 aufgenommen.
Sobald Sie eine Wellenlänge und die Geschwindigkeit haben, die Michelson durch Verfeinerung der Rotationsspiegelmethode ebenfalls mit hoher Genauigkeit bestimmt hat, beträgt die Frequenz nur f = Geschwindigkeit / Wellenlänge. Die Frequenzen sind verrückt große Zahlen wie das Rot in einem Helium-Neon-Laser ist 4,7376 x 10 ^ 14 pro Sekunde oder 473,76 THz. Das ist Tera-Hertz und es ist schön, dass Tera auch Billionen ist. Deshalb verwenden die Leute Wellenlängen in Nanometern, so dass das Rot des Lasers als 632,8 nm beschrieben wird, was viel einfacher ist. Wenn Sie älteres Material lesen Sie werden sehen, dass wir ein etwas bequemeres Maß verwendet haben, den Angstrom, der 1/10 pro Nanometer beträgt. Das gleiche Licht ist 6328 $ \ overset {\ circ} {A} $. Der Angstrom wird als Großbuchstabe „A“ abgekürzt. mit einem kleinen Punkt oder Kreis darüber. (Es ist im UTF8-Zeichensatz enthalten, aber ich bin nicht sicher, ob es für alle gerendert wird, also habe ich es in LaTeX gefälscht.)
Ich glaube, ich habe diese Frequenzberechnung erhalten richtig. Übrigens wird akzeptiert, ein griechisches Lambda $ \ lambda $ für die Wellenlänge und nu $ \ nu $ für die Frequenz zu verwenden. Dann $ Geschwindigkeit \; = \; \ lambda \ nu $.
Antwort
Für eine grobe Messung können Sie im Wesentlichen jedes Experiment einrichten, dessen Ergebnisse von der abhängen Wellenlänge. Reflektieren Sie beispielsweise einen Strahl von einem Beugungsgitter und messen Sie den Reflexionswinkel. Dies bedeutet im Wesentlichen, eine Art -Spektrometer zu erstellen.
Ein Instrument, das die Wellenlänge eines nahezu monochromatischen Strahls sehr genau misst, wird als