光は多くの単位で測定されます。 その波長λは、... ngstromsとnanometersの両方で測定されます。 その周波数はヘルツで測定されます。 ジュールは大きすぎて実用的ではないため、そのエネルギーは通常、電子ボルト(eV)で測定されます。 その赤方偏移は、オブジェクトがどれだけ速く後退しているかから、短距離単位(分光器の輝線のシフトを測定する場合)または速度単位のいずれかで測定されます。
... ngstromsとNanometers
... ngstrom(...)は10 ^ -10メートルです。 ナノメートル(nm)は10 ^ -9メートルです。 電磁スペクトルの波長は10 ^ 12nmから10 ^ -3nmまで広がります。 ナノメートルは、軟X線光子の波長です。 光の可視範囲は400-750nmです。 光の速度は一定であり、波長と周波数の積、つまりc =λνであるため、波長を知ることは周波数も知ることを意味することに注意してください。 (頻度は通常、ギリシャ語の文字nuで表されます。)
波長を決定する方法
光の波動性は、単色(1波長のみ)の光を2つの非常に近いピンホール(または同等に回折格子)に通すことによって示すことができます。 2つのピンホールからの光が互いに干渉し、離れた壁に明るい線と暗い線のパターンを作成し、光の波の特徴を明らかにします。
レイリー基準
これと同じキャンセルと増強のパターンは、近くの2つのボブによって作成された水の波に見られます。 ピークは波の谷を打ち消し、ピークはピークを補強します。 パターンの測定とスリット間の距離から、レイリー基準と呼ばれる方程式が光波の波長を決定することができます。 X線などのより高いエネルギーを計算するには、グレーティングの代わりに結晶回折を使用します。 X線は、NaClなどの結晶格子で反射し、干渉パターンも形成します。
光子あたりのエネルギー
光子のエネルギーは、その周波数に関連しており、c =λνであるため、その波長に関連しています。 関係はE =hνです。ここで、hはプランク定数です。 光子のエネルギーに通常使用される単位は電子ボルト(eV)です。 電子ボルトは、電位がVの場所からV +1の場所に移動する電子の運動エネルギーの変化です。 ガンマ線のエネルギーは約100万eVです。 スペクトルの反対側では、電波のエネルギーは100万分の1から10億分の1eVです。 可視スペクトルはその中間で、約5eVです。
赤方偏移
特殊相対性理論は、銀河のように速く後退する物体であっても、速度を上げている物体からの光が依然として普遍的な定数cで移動しているように見えることを示しています。 理論はさらに、波長が変化することを指示し、観察者に対する物体の速度によって決定される割合で短縮します。 長くなることは、後退する物体のスペクトルで観察できます。 具体的には、物体の光吸収および発光ガスの輝線は、スペクトルの長波長端に向かってシフトします。 光のシフトは、波長の絶対的な変化、つまりnmまたは... または、分光学的シフトを後退物体の速度に変換し、次のいずれかで測定することができます。 キロメートル/秒、または(銀河系のスケールでは速度が非常に速いため)光速の割合として、 例:0.5c。