Світло вимірюється у багатьох одиницях. Його довжина хвилі, λ, вимірюється як... нгстромами, так і нанометрами. Його частота вимірюється в герцах. Його енергія зазвичай вимірюється в електрон-вольтах (еВ), оскільки Джоулі занадто великі, щоб бути практичним. Його червоний зсув вимірюється або в одиницях короткої відстані (якщо вимірюється зсув ліній випромінювання на спектрографі), або в одиницях швидкості, від того, як швидко об'єкт віддаляється.
... нгстроми та нанометри
... ngstrom (...) становить 10 ^ -10 метрів. Нанометр (нм) становить 10 ^ -9 метрів. Довжини хвиль електромагнітного спектра тягнуться від 10 ^ 12 нм до 10 ^ -3 нм. Нанометр - це довжина хвилі м’якого рентгенівського фотона. Видимий діапазон світла становить 400-750 нм. Зауважте, що оскільки швидкість світла є постійною і є добутком довжини хвилі та частоти, тобто c = λν, знання довжини хвилі означає, що ви також знаєте частоту. (Частота зазвичай представлена грецькою літерою nu.)
Як визначити довжину хвилі
Хвильову природу світла можна виявити, пропускаючи монохроматичне (лише однієї довжини хвилі) світло через дві дуже близькі отвори (або еквівалентно через дифракційну решітку). Світло від двох отворів заважає один одному, створюючи візерунок яскравих і темних ліній на віддаленій стіні, виявляючи хвильовий характер світла.
Критерій Релея
Цю саму схему скасування та збільшення можна побачити у водяних хвилях, створених двома сусідніми качанами. Піки скасовують западини хвиль, тоді як піки зміцнюють вершини. За мірою шаблонів та відстані між щілинами рівняння, яке називається критерієм Релея, може визначити довжину хвилі світлових хвиль. Для обчислення вищих енергій, таких як для рентгенівських променів, замість решіток використовується дифракція кристалів. Рентгенівські промені відбиваються від кристалічної решітки, наприклад, NaCl, і також утворюють інтерференційні картини.
Енергія на фотон
Енергія фотона пов'язана з його частотою і - оскільки c = λν - з довжиною хвилі. Співвідношення E = hν, де h - постійна Планка. Одиницею, яка зазвичай використовується для енергії фотонів, є електрон-вольт (еВ). Електронвольт - це зміна кінетичної енергії електрона, що рухається від місця, де потенціал напруги дорівнює V, до місця, де він становить V + 1. Гамма-промені мають енергію близько одного мільйона еВ. На протилежному кінці спектра радіохвилі мають енергію від мільйонної до мільярдної еВ. Видимий спектр знаходиться між ними, приблизно п’ять еВ.
Червона зміна
Спеціальна теорія відносності диктує, що світло від прискореного об'єкта все ще рухається з універсальною постійною c, навіть для об'єкта, який віддаляється так швидко, як галактики. Теорія продовжує диктувати, що довжина хвилі дійсно змінюється, скорочуючись на пропорцію, що визначається швидкістю об'єкта щодо спостерігача. Подовження спостерігається в спектрі віддаленого об'єкта. Зокрема, лінії випромінювання світла, що поглинає світло та випромінює газ, зміщуються у бік більш довгих хвиль кінця спектра. Зсув світла можна виміряти від спектрографа з точки зору абсолютної зміни довжини хвилі, тобто в нм або... Або спектроскопічний зсув можна перетворити в швидкість об'єкта, що відходить, і виміряти в кілометрів на секунду, або (оскільки в галактичному масштабі швидкості настільки високі), як частка швидкості світла, наприклад, 0,5 с.