Свет измеряется во многих единицах. Его длина волны λ измеряется как в... нанометрах, так и в нанометрах. Его частота измеряется в Герцах. Его энергия обычно измеряется в электрон-вольтах (эВ), поскольку Джоули слишком велики, чтобы их можно было использовать на практике. Его красное смещение измеряется либо в единицах ближнего расстояния (при измерении смещения эмиссионных линий на спектрографе), либо в единицах скорости, исходя из того, насколько быстро удаляется объект.
... нгстремы и нанометры
An... ngstrom (...) составляет 10 ^ -10 метров. Нанометр (нм) равен 10 ^ -9 метрам. Длины волн электромагнитного спектра простираются от 10 ^ 12 нм до 10 ^ -3 нм. Нанометр - это длина волны мягкого рентгеновского фотона. Видимый диапазон света составляет 400-750 нм. Обратите внимание: поскольку скорость света постоянна и является произведением длины волны и частоты, то есть c = λν, то знание длины волны означает, что вы также знаете частоту. (Частота обычно обозначается греческой буквой ню.)
Как определить длину волны
Волновую природу света можно продемонстрировать, пропустив монохроматический (только с одной длиной волны) свет через два очень близких отверстия (или, что эквивалентно, через дифракционную решетку). Свет из двух отверстий интерферирует друг с другом, создавая узор из ярких и темных линий на удаленной стене, раскрывая волновой характер света.
Критерий Рэлея
Такой же образец отмены и увеличения можно увидеть в водных волнах, создаваемых двумя соседними бобами. Пики компенсируют впадины волн, а пики усиливают пики. Из размера рисунка и расстояния между прорезями уравнение, называемое критерием Рэлея, может определить длину световых волн. Для расчета более высоких энергий, например, для рентгеновских лучей, вместо решеток используется дифракция кристаллов. Рентгеновские лучи отражаются от кристаллической решетки, например, NaCl, а также образуют интерференционные картины.
Энергия на фотон
Энергия фотона связана с его частотой и - поскольку c = λν - с длиной волны. Соотношение E = hν, где h - постоянная Планка. Единицей измерения энергии фотонов обычно является электрон-вольт (эВ). Электрон-вольт - это изменение кинетической энергии электрона, движущегося из места, где потенциал напряжения равен V, в место, где он равен V + 1. Гамма-лучи имеют энергию около миллиона эВ. На противоположном конце спектра радиоволны имеют энергию от миллионной до миллиардной эВ. Видимый спектр находится посередине, около пяти эВ.
Красный сдвиг
Специальная теория относительности утверждает, что свет от движущегося объекта по-прежнему движется с универсальной постоянной c, даже если объект удаляется так же быстро, как галактики. Теория утверждает, что длина волны действительно изменяется, сокращаясь в пропорции, определяемой скоростью объекта относительно наблюдателя. Наблюдается удлинение в спектре удаляющегося объекта. В частности, линии излучения светопоглощающего и светоизлучающего газа объекта смещаются в сторону более длинноволновой части спектра. Световой сдвиг можно измерить по спектографу с точки зрения абсолютного изменения длины волны, то есть в нм или... Или спектроскопический сдвиг можно преобразовать в скорость удаляющегося объекта и измерить либо в километров в секунду, или (потому что в галактическом масштабе скорости очень высоки) пропорционально скорости света, например, 0,5c.
