Světlo se měří v mnoha jednotkách. Jeho vlnová délka, λ, se měří v... ngstromech i nanometrech. Jeho frekvence se měří v Hertzích. Jeho energie se obvykle měří v elektronvoltech (eV), protože Jouly jsou příliš velké na to, aby to bylo praktické. Jeho červený posun se měří buď v jednotkách na krátkou vzdálenost (pokud se měří posun v emisních čarách na spektrografu), nebo v jednotkách rychlosti, podle toho, jak rychle je objekt přijímán.
... ngstromy a nanometry
An... ngstrom (...) je 10 ^ -10 metrů. Nanometr (nm) je 10 ^ -9 metrů. Vlnové délky elektromagnetického spektra se táhnou od 10 ^ 12 nm do 10 ^ -3 nm. Nanometr je vlnová délka měkkého rentgenového fotonu. Viditelný rozsah světla je 400-750 nm. Všimněte si, že protože rychlost světla je jak konstantní, tak součin vlnové délky a frekvence, tj. C = λν, znamená znát vlnovou délku také znát frekvenci. (Frekvence je obvykle reprezentována řeckým písmenem nu.)
Jak určit vlnovou délku
Vlnovou povahu světla lze vystavit tak, že necháme jednobarevné (pouze s jednou vlnovou délkou) světlo procházet dvěma velmi blízkými dírkami (nebo ekvivalentně difrakční mřížkou). Světlo ze dvou dírkových otvorů se navzájem ruší a vytváří na vzdálené stěně vzor jasných a tmavých čar, které odhalují vlnový charakter světla.
Rayleighovo kritérium
Stejný vzor zrušení a zvětšení lze vidět ve vodních vlnách vytvořených dvěma blízkými boby. Vrcholy ruší žlaby vln, zatímco vrcholy vrcholy posilují. Z míry vzorů a vzdálenosti mezi štěrbinami může rovnice zvaná Rayleighovo kritérium určit vlnovou délku světelných vln. Pro výpočet vyšších energií, například pro rentgenové záření, se místo mřížek používá krystalová difrakce. Rentgenové paprsky se odrážejí od krystalové mřížky, např. NaCl, a také vytvářejí interferenční obrazce.
Energie na foton
Energie fotonu souvisí s jeho frekvencí a - protože c = λν - s jeho vlnovou délkou. Vztah je E = hν, kde h je Planckova konstanta. Jednotkou obvykle používanou pro energii fotonů je elektronvolt (eV). Elektronový volt je změna kinetické energie elektronu pohybujícího se z místa, kde je napěťový potenciál V, do místa, kde je V + 1. Gama paprsky mají energii asi jeden milion eV. Na opačném konci spektra mají rádiové vlny miliontin až miliardtinu eV. Viditelné spektrum je mezi, kolem pěti eV.
Red Shift
Speciální teorie relativity diktuje, že světlo z rychle se pohybujícího objektu stále vypadá, že cestuje v univerzální konstantě c, dokonce i pro objekt, který ustupuje tak rychle, jak to dělají galaxie. Teorie dále určuje, že se vlnová délka skutečně mění a zkracuje se o poměr určený rychlostí objektu ve vztahu k pozorovateli. Prodloužení je pozorovatelné ve spektru ustupujícího objektu. Konkrétně se emisní čáry plynu absorbujícího a emitujícího světlo objektu posouvají ke konci spektra s delší vlnovou délkou. Posun světla lze měřit mimo spektograf z hlediska absolutní změny vlnové délky, tj. V nm nebo... Nebo lze spektroskopický posun převést na rychlost přijímajícího objektu a měřit buď dovnitř kilometrů za sekundu nebo (protože v galaktickém měřítku jsou rychlosti tak vysoké) jako podíl rychlosti světla, např. 0,5c.