Šviesa matuojama daugybe vienetų. Jo bangos ilgis λ matuojamas tiek... ngstromais, tiek nanometrais. Jo dažnis matuojamas hercais. Jo energija paprastai matuojama elektronvoltais (eV), nes Džauliai yra per dideli, kad būtų praktiški. Jo raudonas poslinkis matuojamas arba trumpo atstumo vienetais (jei matuojamas spinduliuotės linijų poslinkis spektrografe), arba greičio vienetais - nuo to, kaip greitai objektas tolsta.
... ngstromai ir nanometrai
... ngstromas (...) yra 10 ^ -10 metrų. Nanometras (nm) yra 10 ^ -9 metrai. Elektromagnetinio spektro bangos ilgiai yra nuo 10 ^ 12 nm iki 10 ^ -3 nm. Nanometras yra minkšto rentgeno fotono bangos ilgis. Matomas šviesos diapazonas yra 400–750 nm. Atkreipkite dėmesį, kad kadangi šviesos greitis yra ir pastovus, ir bangos ilgio ir dažnio sandauga, t. Y. C = λν, tai žinodami bangų ilgį, jūs žinote ir dažnį. (Dažnumas pateikiamas graikiška raide nu.)
Kaip nustatyti bangos ilgį
Bangos šviesos pobūdį galima parodyti praleidžiant monochromatinę (tik vieno bangos ilgio) šviesą per dvi labai artimas skylutes (arba lygiaverčiai per difrakcinę grotelę). Dviejų skylių šviesa trukdo viena kitai, sukuria ryškių ir tamsių linijų modelį ant tolimos sienos, atskleisdama bangų šviesos pobūdį.
Rayleigh kriterijus
Tą patį atšaukimo ir padidinimo modelį galima pamatyti vandens bangose, kurias sukuria dvi netoliese esančios bobos. Viršūnės panaikina bangų lovius, o viršūnės sustiprina viršūnes. Pagal modelių matmenis ir atstumą tarp plyšių, lygtis, vadinama Rayleigh kriterijumi, gali nustatyti šviesos bangų bangos ilgį. Didesnėms energijoms, pavyzdžiui, rentgeno spinduliams apskaičiuoti, vietoj grotelių naudojama kristalų difrakcija. Rentgeno spinduliai atspindi kristalinę gardelę, pvz., NaCl, ir taip pat suformuoja trukdžių modelius.
Energija vienam fotonui
Fotono energija yra susijusi su jo dažniu ir - kadangi c = λν - su jo bangos ilgiu. Ryšys yra E = hν, kur h yra Plancko konstanta. Fotonų energijai paprastai naudojamas vienetas yra elektronų voltai (eV). Elektrono voltas yra elektrono, judančio iš vietos, kur įtampos potencialas yra V, į vietos, kur jis yra V + 1, kinetinės energijos pokytis. Gama spindulių energija siekia apie milijoną eV. Priešingame spektro gale radijo bangų energija siekia nuo milijono iki milijardo eV. Matomas spektras yra tarp jų, maždaug penkių eV.
Raudona pamaina
Ypatingas reliatyvumas diktuoja, kad greičio viršijančio objekto šviesa vis tiek, atrodo, sklinda universalia konstanta c, net ir tolstančiam objektui taip greitai, kaip tai daro galaktikos. Teorija nurodo, kad bangos ilgis keičiasi, sutrumpinant proporciją, kurią nustato objekto greitis, palyginti su stebėtoju. Pailgėjimas stebimas tolstančio objekto spektre. Tiksliau, šviesą sugeriančių ir šviesą skleidžiančių objekto dujų emisijos linijos pasislenka link ilgesnio bangos ilgio spektro galo. Šviesos poslinkį galima išmatuoti iš spektrografo, atsižvelgiant į absoliutų bangos ilgio pokytį, t. Y. Nm arba... Arba spektroskopinį poslinkį galima paversti tolstančio objekto greičiu ir išmatuoti kilometrų per sekundę arba (nes galaktikos skalėje greitis yra toks didelis) kaip šviesos greičio dalis, pvz., 0,5 c.