La luce è misurata in molte unità. La sua lunghezza d'onda, λ, è misurata sia in ... ngstroms che in nanometri. La sua frequenza è misurata in Hertz. La sua energia è solitamente misurata in elettron-volt (eV), poiché i joule sono troppo grandi per essere pratici. Il suo spostamento verso il rosso è misurato in unità a breve distanza (se si misura lo spostamento nelle linee di emissione sullo spettrografo) o in unità di velocità, da quanto velocemente l'oggetto è in movimento.

... ngstroms and Nanometers

An ... ngstrom (...) è 10 ^ -10 metri. Un nanometro (nm) è 10 ^ -9 metri. Le lunghezze d'onda dello spettro elettromagnetico si estendono da 10 ^ 12 nm a 10 ^ -3 nm. Un nanometro è la lunghezza d'onda di un fotone a raggi X morbido. La gamma di luce visibile è 400-750 nm. Si noti che poiché la velocità della luce è sia costante che un prodotto di lunghezza d'onda e frequenza, cioè c = λν, allora conoscendo la lunghezza d'onda si intende anche la frequenza. (La frequenza è solitamente rappresentata con la lettera greca nu.)

Come determinare la lunghezza d'onda

La natura ondulatoria della luce può essere esibita lasciando passare la luce monocromatica (di una sola lunghezza d'onda) attraverso due chiudere i fori di spillo (o equivalentemente attraverso un reticolo di diffrazione). La luce dei due fori di spillo interferisce l'una con l'altra, creando un motivo di linee luminose e scure su un muro lontano, rivelando il carattere ondoso della luce.

Criterio di Rayleigh

Questa stessa cancellazione e il modello aumentante può essere visto in onde d'acqua create da due bob vicini. Le vette annullano i trogoli delle onde, mentre i picchi rinforzano i picchi. Dalla misura dei modelli e dalla distanza tra le fenditure, un'equazione chiamata il criterio di Rayleigh può determinare la lunghezza d'onda delle onde luminose. Per calcolare le energie più alte, come per i raggi X, si usa la diffrazione dei cristalli invece delle grate. I raggi X riflettono un reticolo cristallino, ad esempio NaCl, e formano anche schemi di interferenza.

Energia per fotone

L'energia di un fotone è correlata alla sua frequenza e c = λν - alla sua lunghezza d'onda. La relazione è E = hν, dove h è la costante di Planck. L'unità solitamente utilizzata per l'energia dei fotoni è l'elettron-volt (eV). Un elettrone-volt è il cambiamento nell'energia cinetica di un elettrone che si sposta da un punto in cui il potenziale di tensione è V a un punto in cui è V + 1. I raggi gamma hanno energia di circa un milione di eV. All'estremo opposto dello spettro, le onde radio hanno energia da un milionesimo a un miliardesimo di un eV. Lo spettro visibile è nel mezzo, intorno ai cinque eV.

Red Shift

La relatività speciale stabilisce che la luce proveniente da un oggetto in accelerazione sembra ancora viaggiare alla costante universale c, anche per un oggetto retrocedere velocemente come fanno le galassie. La teoria continua a dettare che la lunghezza d'onda cambia, accorciando una proporzione determinata dalla velocità dell'oggetto rispetto all'osservatore. L'allungamento è osservabile nello spettro dell'oggetto sfuggente. Nello specifico, le linee di emissione del gas che assorbe la luce e l'emissione di luce dell'oggetto si spostano verso la parte più lunga della lunghezza d'onda dello spettro. Lo spostamento della luce può essere misurato dallo spettrografo in termini di cambiamento assoluto della lunghezza d'onda, cioè in nm o ... O lo spostamento spettroscopico può essere convertito nella velocità dell'oggetto receeding e misurato in chilometri al secondo, o (perché su una scala galattica, le velocità sono così elevate) come una proporzione della velocità della luce, ad esempio 0.5c.