ما هو قياس الضوء؟

يقاس الضوء بوحدات عديدة. يقاس طوله الموجي ، in ، بكل من... ngstroms و nanometers. يتم قياس ترددها بالهرتز. تُقاس طاقتها عادةً بوحدات إلكترون فولت (eV) ، نظرًا لأن الجول أكبر من أن يكون عمليًا. يتم قياس انزياحها الأحمر إما بوحدات المسافة القصيرة (إذا كان قياس التحول في خطوط الانبعاث على مقياس الطيف) أو بوحدات السرعة ، من مدى سرعة إعادة الكائن.

يبلغ طول... ngstrom (...) 10 ^ -10 أمتار. النانومتر (نانومتر) هو 10 ^ -9 أمتار. تمتد الأطوال الموجية للطيف الكهرومغناطيسي من 10 ^ 12 نانومتر إلى 10 ^ -3 نانومتر. النانومتر هو الطول الموجي لفوتون الأشعة السينية الناعم. المدى المرئي للضوء هو 400-750 نانومتر. لاحظ أنه نظرًا لأن سرعة الضوء ثابتة ومنتج لطول الموجة والتردد ، أي c = λν ، فإن معرفة الطول الموجي يعني أنك تعرف أيضًا التردد. (عادةً ما يتم تمثيل التردد بالحرف اليوناني nu.)

يمكن عرض الطبيعة الموجية للضوء عن طريق السماح للضوء أحادي اللون (بطول موجي واحد فقط) من خلال ثقبين قريبين جدًا (أو بشكل مكافئ من خلال محزوز الحيود). يتداخل الضوء المنبعث من الثقبين مع بعضهما البعض ، مما يخلق نمطًا من الخطوط الساطعة والمظلمة على جدار بعيد ، مما يكشف عن الطابع الموجي للضوء.

يمكن رؤية نمط الإلغاء والزيادة نفسه في موجات الماء التي تم إنشاؤها بواسطة اثنين من البوب ​​القريبين. تلغي القمم قيعان الأمواج ، بينما تعزز القمم القمم. من قياس الأنماط والمسافة بين الشقوق ، يمكن لمعادلة تسمى معيار رايلي تحديد الطول الموجي لموجات الضوء. لحساب الطاقات الأعلى ، مثل الأشعة السينية ، يتم استخدام حيود البلورة بدلاً من حواجز شبكية. تنعكس الأشعة السينية على شبكة بلورية ، على سبيل المثال ، كلوريد الصوديوم ، وتشكل أنماط التداخل أيضًا.

ترتبط طاقة الفوتون بتردده - وبما أن c = λν - بطول موجته. العلاقة هي E = hν ، حيث h هو ثابت بلانك. الوحدة المستخدمة عادةً لطاقة الفوتونات هي إلكترون فولت (eV). إلكترون فولت هو التغير في الطاقة الحركية للإلكترون المتحرك من مكان حيث جهد الجهد هو V إلى مكان حيث يكون V + 1. تبلغ طاقة أشعة جاما حوالي مليون إلكترون فولت. على الطرف الآخر من الطيف ، تمتلك موجات الراديو طاقة من جزء من المليون إلى المليار من الجهد الكهربائي. يقع الطيف المرئي بينهما ، عند حوالي خمسة فولت.

تملي النسبية الخاصة أن الضوء الصادر من جسم متسارع يبدو أنه ينتقل عند الثابت العام c ، حتى بالنسبة لجسم يتراجع بسرعة المجرات. تستمر النظرية في إملاء أن الطول الموجي يتغير ، ويقصر بنسبة تحددها سرعة الجسم بالنسبة إلى الراصد. الإطالة يمكن ملاحظتها في انحسار طيف الجسم. على وجه التحديد ، تتحرك خطوط انبعاث الغاز الممتص للضوء والغاز الباعث للضوء للجسم نحو نهاية الطول الموجي الأطول للطيف. يمكن قياس انزياح الضوء من مقياس الطيف من حيث التغير المطلق في الطول الموجي ، أي نانومتر أو... أو يمكن تحويل الانزياح الطيفي إلى سرعة كائن إعادة التغذية ، وقياسه بأي منهما كيلومترات في الثانية ، أو (لأن السرعات عالية جدًا على مقياس مجرة) كنسبة من سرعة الضوء ، على سبيل المثال ، 0.5 ج.