La lumière est mesurée en plusieurs unités. Sa longueur d'onde, λ, est mesurée à la fois ... ngstroms et nanomètres. Sa fréquence est mesurée en Hertz. Son énergie est habituellement mesurée en électron-volts (eV), car les joules sont trop grandes pour être pratiques. Son décalage vers le rouge est mesuré soit dans les unités à courte distance (si l'on mesure le décalage des raies d'émission sur le spectrographe), soit dans les unités de vitesse, à partir de la vitesse de réception de l'objet.

... ngstroms and Nanometers

An ... ngstrom (...) fait 10 ^ -10 mètres. Un nanomètre (nm) est de 10 ^ -9 mètres. Les longueurs d'onde du spectre électromagnétique s'étendent de 10 ^ 12 nm à 10 ^ -3 nm. Un nanomètre est la longueur d'onde d'un photon à rayons X mous. La plage de lumière visible est comprise entre 400 et 750 nm. Notez que puisque la vitesse de la lumière est à la fois constante et un produit de longueur d'onde et de fréquence, c.-à-d. C = λν, connaître la longueur d'onde signifie que vous connaissez également la fréquence. (La fréquence est habituellement représentée par la lettre grecque nu.)


Comment déterminer la longueur d'onde

La nature ondulatoire de la lumière peut être montrée en laissant passer la lumière monochromatique (d'une seule longueur d'onde) à travers deux fermer les piqûres (ou de manière équivalente à travers un réseau de diffraction). La lumière des deux trous interfèrent les uns avec les autres, créant un motif de lignes lumineuses et sombres sur un mur lointain, révélant le caractère ondulé de la lumière.

Rayleigh Criterion

Cette même annulation et motif augmentant peut être vu dans les vagues d'eau créées par deux bobs à proximité. Les pics annulent les creux des vagues, tandis que les pics renforcent les pics. A partir de la mesure des motifs et de la distance entre les fentes, une équation appelée critère de Rayleigh permet de déterminer la longueur d'onde des ondes lumineuses. Pour calculer des énergies plus élevées, comme pour les rayons X, la diffraction des cristaux est utilisée à la place des réseaux. Les rayons X se réfléchissent sur un réseau cristallin, par exemple NaCl, et forment également des modèles d'interférence.

Energie par Photon

L'énergie d'un photon est liée à sa fréquence et - depuis c = λν - à sa longueur d'onde. La relation est E = hν, où h est la constante de Planck. L'unité habituellement utilisée pour l'énergie des photons est l'électron-volt (eV). Un électron-volt est le changement de l'énergie cinétique d'un électron se déplaçant d'un endroit où le potentiel de tension est V à un endroit où il est V + 1. Les rayons gamma ont une énergie d'environ un million d'eV. À l'autre extrémité du spectre, les ondes radio ont une énergie allant du millionième au milliardième d'une eV. Le spectre visible est entre les deux, aux alentours de cinq eV.

Red Shift

La relativité restreinte dicte que la lumière d'un objet accélérant semble toujours se déplacer à la constante universelle c, même pour un objet reculant aussi vite que les galaxies. La théorie continue à dicter que la longueur d'onde change, raccourcissant d'une proportion déterminée par la vitesse de l'objet par rapport à l'observateur. L'allongement est observable dans le spectre de l'objet en retrait. Spécifiquement, les lignes d'émission du gaz absorbant la lumière et émettant de la lumière de l'objet se décalent vers l'extrémité du spectre à plus grande longueur d'onde. Le décalage de lumière peut être mesuré sur le spectographe en termes de changement absolu de longueur d'onde, c'est-à-dire en nm ou ... Ou le décalage spectroscopique peut être converti en vitesse de l'objet récepteur, et mesuré soit en kilomètres par seconde, soit (parce que sur une échelle galactique, les vitesses sont si élevées) en tant que proportion de la vitesse de la lumière, par exemple, 0,5c.