Innhold
Lys måles i mange enheter. Bølgelengden λ måles i både ... ngstrømmer og nanometer. Frekvensen er målt i Hertz. Energien blir vanligvis målt i elektron-volt (eV), siden Joules er for store til å være praktiske. Det røde skiftet måles i enten kortdistanseenheter (hvis du måler skiftet i utslippslinjene på spektrografen) eller i hastighetsenheter, fra hvor raskt objektet mottas.
... nstrømmer og nanometer
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 røntgenfoton. Det synlige lysområdet er 400-750 nm. Legg merke til at siden lysets hastighet både er konstant og et produkt av bølgelengde og frekvens, dvs. c = λν, betyr det å kjenne til bølgelengden at du også kjenner frekvensen. (Frekvensen er vanligvis representert med den greske bokstaven nu.)
Hvordan bestemme bølgelengde
Lysets bølgekarakter kan vises ved å la monokromatisk (av bare en bølgelengde) lys gjennom to veldig tette kulehull (eller tilsvarende gjennom et diffraksjonsgitter). Lyset fra de to pinholes forstyrrer hverandre, og skaper et mønster av lyse og mørke linjer på en fjern vegg, og avslører lysets bølgekarakter.
Rayleigh Kriterium
Det samme avbestillings- og forsterkningsmønsteret kan sees i vannbølger skapt av to nærliggende bobs. Toppene avbryter bølgene i bølgene, mens topper forsterker toppene. Fra måling av mønstrene og avstanden mellom spaltene, kan en ligning kalt Rayleigh-kriteriet bestemme bølgelengden til lysbølgene. For å beregne høyere energier, som for røntgenbilder, brukes krystalldiffraksjon i stedet for gitter. Røntgenstrålene reflekterer et krystallgitter, f.eks. NaCl, og danner også interferensmønster.
Energi per foton
Energien til et foton er relatert til frekvensen og - siden c = λν - til dens bølgelengde. Forholdet er E = hν, hvor h er Plancks konstant. Enheten som vanligvis brukes til fotoner energi er elektron-volt (eV). En elektronvolt er endringen i kinetisk energi til et elektron som beveger seg fra et sted hvor spenningspotensialet er V til et sted der det er V + 1. Gamma-stråler har energi på omtrent en million eV. I motsatt ende av spekteret har radiobølger energi fra en million til en milliarddel av en eV. Det synlige spekteret er i mellom, rundt fem eV.
Red Shift
Spesiell relativitet dikterer at lyset fra en hastighetsobjekt fremdeles ser ut til å bevege seg på den universelle konstanten c, selv for et objekt som går tilbake så raskt som galakser gjør. Teorien fortsetter med å diktere at bølgelengden endres, forkortes med en proporsjon bestemt av hastigheten til objektet i forhold til observatøren. Forlengelsen er observerbar i spektret med tilbakegående objekter. Spesifikt skifter emisjonslinjene fra den lysabsorberende og lysemitterende gassen fra objektet mot den lengre bølgelengdeenden av spekteret. Lysskiftet kan måles fra spektografen med tanke på den absolutte endringen av bølgelengde, dvs. i nm eller .... Eller det spektroskopiske skiftet kan konverteres til hastigheten til det mottakende objektet, og måles enten i kilometer per sekund, eller (fordi galaktisk skala er hastighetene så høye) som en andel av lysets hastighet, f.eks. 0,5c.