Waarin wordt licht gemeten?

Licht wordt in veel eenheden gemeten. De golflengte, λ, wordt gemeten in zowel ...ngstroms als nanometers. De frequentie wordt gemeten in Hertz. De energie ervan wordt meestal gemeten in elektronvolt (eV), omdat Joules te groot zijn om praktisch te zijn. De roodverschuiving wordt gemeten in korteafstandseenheden (als de verschuiving in de emissielijnen op de spectrograaf wordt gemeten) of in snelheidseenheden, van hoe snel het object achteruitgaat.

Een ...ngstrom (...) is 10^-10 meter. Een nanometer (nm) is 10^-9 meter. De golflengten van het elektromagnetische spectrum strekken zich uit van 10^12 nm tot 10^-3 nm. Een nanometer is de golflengte van een zacht röntgenfoton. Het zichtbare lichtbereik is 400-750 nm. Merk op dat aangezien de lichtsnelheid zowel constant is als een product van golflengte en frequentie, d.w.z. c = λν, als u de golflengte kent, u ook de frequentie kent. (De frequentie wordt meestal weergegeven met de Griekse letter nu.)

Het golfkarakter van licht kan worden aangetoond door monochromatisch (van slechts één golflengte) licht door twee zeer dichte gaatjes te laten (of equivalent door een diffractierooster). Het licht van de twee gaatjes interfereert met elkaar, waardoor een patroon van heldere en donkere lijnen op een verre muur ontstaat, waardoor het golvende karakter van het licht wordt onthuld.

Ditzelfde patroon van annulering en vergroting is te zien in watergolven die zijn gemaakt door twee nabijgelegen bobs. De pieken heffen de dalen van de golven op, terwijl pieken pieken versterken. Uit de maat van de patronen en de afstand tussen de spleten, kan een vergelijking genaamd het Rayleigh-criterium de golflengte van de lichtgolven bepalen. Om hogere energieën te berekenen, zoals voor röntgenstralen, wordt kristaldiffractie gebruikt in plaats van roosters. De röntgenstralen weerkaatsen op een kristalrooster, bijvoorbeeld NaCl, en vormen eveneens interferentiepatronen.

De energie van een foton is gerelateerd aan zijn frequentie en - aangezien c = λν - aan zijn golflengte. De relatie is E = hν, waarbij h de constante van Planck is. De eenheid die gewoonlijk wordt gebruikt voor de energie van fotonen is de elektron-volt (eV). Een elektron-volt is de verandering in kinetische energie van een elektron dat zich verplaatst van een plaats waar het spanningspotentiaal V is naar een plaats waar het V+1 is. Gammastraling heeft een energie van ongeveer een miljoen eV. Aan de andere kant van het spectrum hebben radiogolven een energie van een miljoenste tot miljardste van een eV. Het zichtbare spectrum ligt daar tussenin, rond de vijf eV.

De speciale relativiteitstheorie schrijft voor dat het licht van een snel rijdend object nog steeds lijkt te reizen met de universele constante c, zelfs voor een object dat zich zo snel terugtrekt als sterrenstelsels. De theorie gaat verder met te dicteren dat de golflengte wel verandert, verkort met een verhouding die wordt bepaald door de snelheid van het object ten opzichte van de waarnemer. De verlenging is waarneembaar in het spectrum van het terugwijkende object. In het bijzonder verschuiven de emissielijnen van het lichtabsorberende en lichtemitterende gas van het object naar het langere golflengte-uiteinde van het spectrum. De lichtverschuiving kan buiten de spectograaf worden gemeten in termen van de absolute verandering van golflengte, d.w.z. in nm of... Of de spectroscopische verschuiving kan worden omgezet in de snelheid van het terugwijkende object en gemeten worden in either kilometer per seconde, of (omdat de snelheden op galactische schaal zo hoog zijn) in verhouding tot de lichtsnelheid, bijv. 0,5c.