Hvad måles lys i?

Lys måles i mange enheder. Dens bølgelængde, λ, måles i både... ngstrøm og nanometer. Dens frekvens måles i Hertz. Dens energi måles normalt i elektronvolt (eV), da Joule er for store til at være praktisk. Dens rødskift måles i enten enheder med kort afstand (hvis måling af forskydningen i emissionslinjerne på spektrografen) eller i hastighedsenheder, fra hvor hurtigt objektet modtager.

En... ngstrøm (...) er 10 ^ -10 meter. Et nanometer (nm) er 10 ^ -9 meter. Bølgelængderne i det elektromagnetiske spektrum strækker sig fra 10 ^ 12 nm til 10 ^ -3 nm. Et nanometer er bølgelængden af ​​en blød røntgenfoton. Det synlige lysområde er 400-750 nm. Bemærk, at da lysets hastighed både er konstant og et produkt af bølgelængde og frekvens, dvs. c = λν, betyder det at kende bølgelængden, at du også kender frekvensen. (Frekvensen er normalt repræsenteret med det græske bogstav nu.)

Lysets bølge-natur kan udstilles ved at lade monokromatisk (af kun en bølgelængde) lys gennem to meget tætte hulhuller (eller ækvivalent ved en diffraktionsgitter). Lyset fra de to pinholes forstyrrer hinanden og skaber et mønster af lyse og mørke linjer på en fjern mur, der afslører lysets bølgekarakter.

Det samme annullerings- og forstærkningsmønster kan ses i vandbølger skabt af to nærliggende bobs. Toppe ophæver bølgernes dal, mens toppe forstærker toppe. Fra målingen af ​​mønstrene og afstanden mellem spalterne kan en ligning kaldet Rayleigh-kriteriet bestemme lysbølgenes bølgelængde. For at beregne højere energier, såsom for røntgenstråler, anvendes krystaldiffraktion i stedet for gitter. Røntgenstrålerne reflekterer fra et krystalgitter, fx NaCl, og danner også interferensmønstre.

En fotones energi er relateret til dens frekvens og - siden c = λν - til dens bølgelængde. Forholdet er E = hν, hvor h er Plancks konstant. Enheden, der normalt bruges til fotonenergi, er elektronvolt (eV). En elektron-volt er ændringen i kinetisk energi af en elektron, der bevæger sig fra et sted, hvor spændingspotentialet er V til et sted, hvor det er V + 1. Gammastråler har en energi på omkring en million eV. I den modsatte ende af spektret har radiobølger en energi på en million til milliarddel af en eV. Det synlige spektrum er imellem omkring fem eV.

Speciel relativitetsteori dikterer, at lyset fra et hastigt objekt stadig ser ud til at bevæge sig ved den universelle konstant c, selv for et objekt, der trækker sig tilbage så hurtigt som galakser gør. Teorien fortsætter med at diktere, at bølgelængden ændres og afkortes med en proportion bestemt af objektets hastighed i forhold til observatøren. Forlængelsen kan observeres i det tilbagevendende objekts spektrum. Specifikt skifter emissionslinjerne for objektets lysabsorberende og lysemitterende gas mod den længere bølgelængde af spektret. Lysskiftet kan måles fra spektografen i form af den absolutte ændring af bølgelængde, dvs. i nm eller... Eller det spektroskopiske skift kan konverteres til hastigheden på det modtagende objekt og måles enten i kilometer i sekundet, eller (fordi hastighederne i en galaktisk skala er så høje) som en andel af lysets hastighed, fx 0,5c.