Hva måles lys i?

Lys måles i mange enheter. Dens bølgelengde, λ, måles i både... ngstrøm og nanometer. Frekvensen måles i Hertz. Energien måles vanligvis i elektronvolt (eV), siden Joules er for store til å være praktiske. Dens rødskift måles i enten kortdistanseenheter (hvis du måler skiftet i emisjonslinjene på spektrografen) eller i hastighetsenheter, fra hvor raskt objektet mottar.

En... ngstrom (...) er 10 ^ -10 meter. Et nanometer (nm) er 10 ^ -9 meter. Bølgelengdene til det elektromagnetiske spekteret strekker seg fra 10 ^ 12 nm til 10 ^ -3 nm. Et nanometer er bølgelengden til et mykt røntgenfoto. Det synlige lysområdet er 400-750 nm. Merk at siden lysets hastighet er både konstant og et produkt av bølgelengde og frekvens, dvs. c = λν, betyr det at du vet bølgelengden at du også kjenner frekvensen. (Frekvensen er vanligvis representert med den greske bokstaven nu.)

Bølgenaturen til lys kan vises ved å la monokromatisk (med bare en bølgelengde) lyse gjennom to veldig tette hull (eller tilsvarende gjennom et diffraksjonsgitter). Lyset fra de to hullene forstyrrer hverandre og skaper et mønster av lyse og mørke linjer på en fjern vegg, som avslører lysets bølgekarakter.

Det samme kansellerings- og forstørringsmønsteret kan sees i vannbølger skapt av to nærliggende bobber. Toppene avbryter bølgene, mens toppene forsterker toppene. Fra målingen på mønstrene og avstanden mellom spaltene, kan en ligning kalt Rayleigh-kriteriet bestemme bølgelengden til lysbølgene. For å beregne høyere energier, for eksempel for røntgenstråler, brukes krystaldiffraksjon i stedet for gitter. Røntgenstrålene reflekterer av et krystallgitter, for eksempel NaCl, og danner også interferensmønstre.

Energien til et foton er relatert til frekvensen og - siden c = λν - til bølgelengden. Forholdet er E = hν, hvor h er Plancks konstant. Enheten som vanligvis brukes til fotonenergi er elektronvolt (eV). En elektronvolt er endringen i kinetisk energi til et elektron som beveger seg fra et sted der spenningspotensialet er V til et sted der det er V + 1. Gamma-stråler har en energi på omtrent en million eV. I motsatt ende av spekteret har radiobølger en energi på en million til milliarddel av en eV. Det synlige spekteret er mellom, på rundt fem eV.

Spesiell relativitetsteori dikterer at lyset fra et fartsobjekt fremdeles ser ut til å bevege seg ved den universelle konstanten c, selv for et objekt som trekker seg tilbake så raskt som galakser gjør. Teorien dikterer videre at bølgelengden endres, forkortes med en proporsjon bestemt av objektets hastighet i forhold til observatøren. Forlengelsen kan observeres i det tilbaketrekkende objektets spekter. Spesifikt skifter emisjonslinjene til den lysabsorberende og lysemitterende gassen til objektet mot den lengre bølgelengdeenden av spekteret. Lysforskyvningen kan måles fra spektografen når det gjelder den absolutte endringen av bølgelengden, dvs. i nm eller... Eller det spektroskopiske skiftet kan konverteres til hastigheten på det mottatte objektet, og måles enten i kilometer per sekund, eller (fordi hastigheter er så høye i galaktisk skala) som en andel av lysets hastighet, f.eks. 0,5c.