Ich bin mir sicher, dass dies eine triviale Frage für jemanden ist, der sich mit elektromagnetischer Strahlung auskennt, aber: Wie messen Experimentatoren die Wellenlänge/Frequenz von Licht? Woher wissen wir zum Beispiel, dass rotes Licht hat Wellenlänge?
Die früheste genaue Bestimmung der Wellenlänge stammt, glaube ich, von Michelson. Mit seiner Erfindung, dem Michelson-Interferometer, konnte er an einer Mikrometerscheibe drehen und tatsächlich zählen, wie viele Wellenlängen er einen Spiegel bewegte. Angemessenes monochromatisches Licht konnte zu dieser Zeit von Quecksilberdampf- (oder anderen elementaren) Entladungsröhren oder von einem Monochromator (einem Spektroskop mit einem Schlitz am Ausgang zur Auswahl einer Farbe) erhalten werden. Das war um 1880. Ich gestehe, ich weiß es nicht genau. Er war entschlossen, die Lichtgeschwindigkeit zu messen. Wann genau er an der Wellenlänge gearbeitet hat, weiß ich nicht. Ich bin sicher, jemand hier kann diese Informationen hinzufügen.
http://physical-optics.blogspot.com/2011/06/michelsons-interferometer.html
Michelson war in der Lage, viele Wellenlängen zu zählen, sodass sich der Spiegel ausreichend bewegte, um einen guten Mittelwert aus der mechanischen Messung zu erhalten. Er war in der Lage, die Wellenlänge genau bekannter Farben zu messen, sodass die Ergebnisse von anderen leicht reproduziert werden konnten. Das Interesse an den Spektren angeregter Atome von Elementen sowie von Sonne und Sternen war damals durch das neue Medium Fotografie groß. Fotografische Spektren eines Sterns wurden erstmals 1863 aufgenommen.
Sobald Sie eine Wellenlänge und die Geschwindigkeit haben, die Michelson durch Verfeinerung der Drehspiegelmethode ebenfalls mit hoher Genauigkeit bestimmt hat, ist die Frequenz nur noch f = Geschwindigkeit / Wellenlänge. Die Frequenzen sind wahnsinnig große Zahlen, wie das Rot in einem Helium-Neon-Laser 4,7376 x 10 ^ 14 pro Sekunde oder 473,76 THz beträgt. Das ist Tera-Hertz und es ist schön, dass Tera- auch Billionen sind. Aus diesem Grund verwenden die Menschen Wellenlängen in Nanometern, sodass das Rot des Lasers als 632,8 nm beschrieben wird, was viel einfacher ist. Wenn Sie älteres Material lesen, werden Sie feststellen, dass wir ein etwas bequemeres Maß verwendet haben, das Angström, das 1/10 Nanometer ist. Das gleiche Licht ist 6328 . Das Angstrom wird als großes „A“ mit einem kleinen Punkt oder Kreis darüber abgekürzt. (Es ist im UTF8-Zeichensatz, aber ich bin mir nicht sicher, ob es für alle gerendert wird, also habe ich es in LaTeX gefälscht.)
Ich denke, ich habe diese Frequenzberechnung richtig gemacht. Übrigens ist es akzeptiert, ein griechisches Lambda zu verwenden für Wellenlänge und nu für Frequenz. Dann .
Für eine grobe Messung können Sie im Grunde jedes Experiment aufstellen, dessen Ergebnisse von der Wellenlänge abhängen. Reflektieren Sie beispielsweise einen Strahl an einem Beugungsgitter und messen Sie den Reflexionswinkel. Das bedeutet im Wesentlichen, eine Art Spektrometer zu bauen .
Ein Instrument, das die Wellenlänge eines nahezu monochromatischen Strahls sehr genau misst, wird als Wavemeter bezeichnet . Wellenmesser können auf mehreren verschiedenen Prinzipien aufgebaut sein, aber gebräuchliche sind das Michelson-Interferometer und das Fizeau-Interferometer.