В какво се измерва светлината?

Светлината се измерва в много единици. Дължината на вълната λ се измерва както в... ngstroms, така и в нанометри. Честотата му се измерва в херци. Енергията му обикновено се измерва в електрон-волта (eV), тъй като Джоулите са твърде големи, за да бъдат практични. Червеното му изместване се измерва или в единици за късо разстояние (ако се измерва изместването в емисионните линии на спектрографа), или в единици за скорост, от това колко бързо обектът се отдалечава.

... ngstrom (...) е 10 ^ -10 метра. Нанометърът (nm) е 10 ^ -9 метра. Дължините на вълните на електромагнитния спектър се простират от 10 ^ 12 nm до 10 ^ -3 nm. Нанометър е дължината на вълната на мек рентгенов фотон. Видимият обхват на светлината е 400-750 nm. Имайте предвид, че тъй като скоростта на светлината е както постоянна, така и произведение на дължината на вълната и честотата, т.е. c = λν, тогава познаването на дължината на вълната означава, че знаете и честотата. (Честотата обикновено се представя с гръцката буква nu.)

Характерът на вълната на светлината може да бъде показан чрез пропускане на монохроматична (само с една дължина на вълната) светлина през две много близки дупки (или еквивалентно чрез дифракционна решетка). Светлината от двете дупки се намесва помежду си, създавайки модел на ярки и тъмни линии на далечна стена, разкривайки вълновия характер на светлината.

Същият модел на анулиране и увеличаване може да се види във водни вълни, създадени от две близки бобчета. Върховете отменят коритата на вълните, докато върховете укрепват върховете. От мярката на шарките и разстоянието между процепите, уравнение, наречено Рейли критерий, може да определи дължината на вълната на светлинните вълни. За изчисляване на по-високи енергии, като например за рентгеновите лъчи, вместо решетки се използва кристална дифракция. Рентгеновите лъчи отразяват кристална решетка, например NaCl, и също образуват интерференционни модели.

Енергията на фотона е свързана с неговата честота и - тъй като c = λν - с дължината на вълната. Съотношението е E = hν, където h е константата на Планк. Единицата, която обикновено се използва за енергията на фотоните, е електрон-волта (eV). Електрон-волтът е промяната в кинетичната енергия на електрон, който се движи от място, където потенциалът на напрежението е V, до място, където е V + 1. Гама лъчите имат енергия от около един милион eV. На противоположния край на спектъра радиовълните имат енергия от милионна до милиардна част от eV. Видимият спектър е между тях, около пет еV.

Специалната теория на относителността диктува, че светлината от ускоряващ се обект все още се движи с универсалната константа c, дори за обект, който се отдалечава толкова бързо, колкото галактиките. Теорията продължава да диктува, че дължината на вълната се променя, съкращавайки се с пропорция, определена от скоростта на обекта спрямо наблюдателя. Удължаването се наблюдава в спектъра на отдалечаващия се обект. По-точно, емисионните линии на поглъщащия светлината и излъчващия светлина на обекта се изместват към края на спектъра с по-дълга вълна. Изместването на светлината може да бъде измерено от спектографа по отношение на абсолютната промяна на дължината на вълната, т.е. в nm или... Или спектроскопичното изместване може да се преобразува в скоростта на отстъпващия обект и да се измери или в километри в секунда или (тъй като в галактически мащаб скоростите са толкова високи) като процент от скоростта на светлината, напр. 0.5c.