المحتوى
يقاس الضوء في العديد من الوحدات. الطول الموجي ،، ، يقاس بكل من ... ngstroms و nanometers. تردده يقاس في هيرتز. تقاس طاقتها عادةً بالترددات الإلكترونية (eV) ، نظرًا لأن Joules أكبر من أن تكون عملية. يقاس التحول الأحمر إما بوحدات المسافات القصيرة (إذا كان يقيس التحول في خطوط الانبعاثات على المخطط الطيفي) أو بوحدات السرعة ، من مدى سرعة استلام الكائن.
... ngstroms و Nanometers
An ... ngstrom (...) هو 10 ^ -10 أمتار. نانومتر (نانومتر) هو 10 ^ -9 متر. تمتد الأطوال الموجية للطيف الكهرومغناطيسي من 10 ^ 12 نانومتر إلى 10 ^ -3 نانومتر. نانومتر هو الطول الموجي لفوتون الأشعة السينية الناعم. النطاق المرئي للضوء هو 400-750 نانومتر. لاحظ أنه نظرًا لأن سرعة الضوء ثابتة ومنتج من الطول الموجي والتردد ، أي c = λν ، فإن معرفة طول الموجة تعني أنك تعرف أيضًا التردد. (يتم تمثيل التردد عادةً بالحرف اليوناني nu.)
كيفية تحديد الطول الموجي
يمكن عرض الطبيعة الموجية للضوء من خلال ترك ضوء أحادي اللون (طول موجة واحد فقط) من خلال فتحتين متقاربتين للغاية (أو ما يعادلها من خلال صريف الحيود). يتداخل الضوء من الثقبين مع بعضهما البعض ، مما يخلق نمطًا من الخطوط الساطعة والمظلمة على جدار بعيد ، مما يكشف عن الطابع الموجي للضوء.
معيار رايلي
يمكن رؤية نفس نمط الإلغاء والتعزيز في موجات المياه التي تم إنشاؤها بواسطة اثنين من البوب القريبة. القمم تلغي موجات الأمواج ، بينما القمم تعزز القمم. من قياس الأنماط والمسافة بين الشقوق ، يمكن لمعادلة تسمى معيار رايلي تحديد الطول الموجي للموجات الضوئية. لحساب الطاقات الأعلى ، مثل الأشعة السينية ، يتم استخدام الحيود البلوري بدلاً من حواجز شبكية. تعكس الأشعة السينية شبكة شعرية بلورية ، على سبيل المثال ، NaCl ، وتشكل أنماط تداخل أيضًا.
الطاقة لكل فوتون
ترتبط طاقة الفوتون بتردده - ومنذ c = to - لطول الموجة. العلاقة هي E = hν ، حيث h ثابتة في Plancks. الوحدة المستخدمة عادة لطاقة الفوتونات هي الإلكترون فولت (eV). الإلكترون فولت هو التغير في الطاقة الحركية للإلكترون الذي ينتقل من مكان تكون فيه جهد الجهد V إلى مكان يكون فيه V + 1. طاقة أشعة جاما تبلغ حوالي مليون فولت. على الطرف الآخر من الطيف ، تتمتع موجات الراديو بالطاقة من مليون إلى مليار من فولت. الطيف المرئي بين ، في حوالي خمسة فولت.
التحول الأحمر
تملي النسبية الخاصة أن الضوء من جسم مسرع ما زال يبدو وكأنه ينتقل عند الثابت الشامل c ، حتى بالنسبة لجسم ينحسر بأسرع ما تفعله المجرات. تمضي النظرية لتوضيح أن الطول الموجي يتغير ، ويقصر بنسبة تحددها سرعة الكائن بالنسبة للمراقب. الإطالة ملحوظ في طيف الأجسام المتراجعة. على وجه التحديد ، تتحول خطوط الانبعاث لغاز ممتص للضوء وانبعاث للضوء من الكائن نحو نهاية الطول الموجي الطويل للطيف. يمكن قياس إزاحة الضوء من الأطياف من حيث التغيير المطلق لطول الموجة ، أي في نانومتر أو .... أو يمكن تحويل الإزاحة الطيفية إلى سرعة الكائن المستقبل ، وقياسها إما بالكيلومترات في الثانية ، أو (لأنه على نطاق المجرة ، تكون السرعات عالية جدًا) كنسبة من سرعة الضوء ، على سبيل المثال ، 0.5c.