במה נמדד אור?

האור נמדד ביחידות רבות. אורך הגל שלו, λ, נמדד בשני... נגסטרומים ובננומטרים. תדירותו נמדדת בהרץ. האנרגיה שלה נמדדת בדרך כלל בוולטונים אלקטרוניים (eV), מכיוון שג'ולים גדולים מכדי להיות פרקטיים. הסטה האדומה שלו נמדדת ביחידות למרחקים קצרים (אם מודדים את ההסטה בקווי הפליטה בספקטרוגרף) או ביחידות מהירות, כמה מהר האובייקט מקבל.

... נגסטרום (...) הוא 10 ^ -10 מטר. ננומטר (ננומטר) הוא 10 ^ -9 מטר. אורכי הגל של הספקטרום האלקטרומגנטי נמתחים בין 10 ^ 12 ננומטר ל -10 ^ -3 ננומטר. ננומטר הוא אורך הגל של פוטון רנטגן רך. טווח האור הנראה הוא 400-750 ננומטר. שים לב שמכיוון שמהירות האור היא קבועה ותוצר של אורך גל ותדר, כלומר c = λν, אז ידיעת אורך הגל פירושה שאתה יודע גם את התדר. (התדירות מיוצגת בדרך כלל באות היוונית nu.)

ניתן להציג את אופי הגל של האור על ידי מתן אור מונוכרומטי (בעל אורך גל אחד בלבד) דרך שני חורי פינים קרובים מאוד (או באופן שווה באמצעות סריג דיפרקציה). האור משני החוררים מפרידים זה לזה ויוצר דפוס של קווים בהירים וחשוכים על קיר רחוק, וחושף את אופי הגל של האור.

את אותו דפוס ביטול והגדלה ניתן לראות בגלי מים שנוצרו על ידי שני בובים סמוכים. הפסגות מבטלות את שוקות הגלים, ואילו הפסגות מחזקות את הפסגות. מתוך מדד הדפוסים והמרחק בין החריצים, משוואה הנקראת קריטריון ריילי יכולה לקבוע את אורך הגל של גלי האור. כדי לחשב אנרגיות גבוהות יותר, כמו למשל עבור צילומי רנטגן, משתמשים בעקיפת גבישים במקום בסורג. צילומי הרנטגן משקפים סריג קריסטל, למשל, NaCl, ויוצרים גם דפוסי הפרעה.

האנרגיה של פוטון קשורה לתדר שלו וכיוון ש- c = λν - לאורכו הגל. היחס הוא E = hν, כאשר h הוא קבוע של פלאנק. היחידה המשמשת בדרך כלל לאנרגיית הפוטונים היא וולט אלקטרונים (eV). אלקטרון וולט הוא השינוי באנרגיה הקינטית של אלקטרון הנע ממקום בו פוטנציאל המתח הוא V למקום בו הוא V + 1. לקרני הגמא יש אנרגיה של כמיליון eV. בקצה השני של הספקטרום, לגלי הרדיו יש אנרגיה של מיליון עד מיליארד מה- eV. הספקטרום הגלוי נמצא בין לבין, בסביבות חמש eV.

תורת היחסות המיוחדת מכתיבה כי נראה שנראה כי האור מאובייקט דוהר נע ב קבוע האוניברסלי c, אפילו לאובייקט שנסוג במהירות כמו גלקסיות. התיאוריה ממשיכה להכתיב שאורך הגל אכן משתנה, ומתקצר על ידי פרופורציה הנקבעת על ידי מהירות האובייקט ביחס למתבונן. ניתן להבחין בהתארכות בספקטרום של האובייקט הנסוג. באופן ספציפי, קווי הפליטה של ​​הגז קליטת האור ופולטת האור של האובייקט עוברים לקצה הגל הארוך יותר של הספקטרום. ניתן למדוד את הסטת האור מחוץ לספקטרוגרף במונחים של שינוי מוחלט באורך הגל, כלומר ב- nm או... או שניתן להמיר את השינוי הספקטרוסקופי למהירות האובייקט הקולט, ולמדוד אותו בתוך קילומטרים לשנייה, או (כי בקנה מידה גלקטי, המהירויות כל כך גבוהות) כחלק ממהירות האור, למשל, 0.5 ג.