Sisältö
- ... ngstroms ja nanometrit
- Kuinka määrittää aallonpituus
- Rayleigh-kriteeri
- Energia per fotoni
- Punainen vaihto
Valoa mitataan monissa yksiköissä. Sen aallonpituus, λ, mitataan sekä ... ngströmissä että nanometrissä. Sen taajuus mitataan hertseinä. Sen energia mitataan yleensä elektronvolteina (eV), koska džoulit ovat liian suuria ollakseen käytännöllisiä. Sen punainen siirtymä mitataan joko lyhyen matkan yksiköissä (jos mitataan siirto spektrometrin päästöjohdoissa) tai nopeusyksiköissä siitä, kuinka nopeasti kohde on siirtymässä.
... ngstroms ja nanometrit
... ngstrom (...) on 10 ^ -10 metriä. Nanometri (nm) on 10 ^ -9 metriä. Sähkömagneettisen spektrin aallonpituudet venyvät välillä 10 - 12 nm - 10 ^ -3 nm. Nanometri on pehmeän röntgenfotonin aallonpituus. Valon näkyvä alue on 400-750 nm. Huomaa, että koska valon nopeus on sekä vakio että aallonpituuden ja taajuuden tulos, ts. C = λ, niin aallonpituuden tunteminen tarkoittaa, että tiedät myös taajuuden. (Taajuus esitetään yleensä kreikkalaisella kirjaimella nu.)
Kuinka määrittää aallonpituus
Valon aalto-luonne voidaan osoittaa antamalla monokromaattisen (vain yhden aallonpituuden) valon kahden erittäin lähellä olevan aukon läpi (tai vastaavasti diffraktiohilan läpi). Kahden nastareikästä tuleva valo häiritsee toisiaan, luoden etäiseen seinämään kirkkaiden ja tummien viivojen kuvion, joka paljastaa valon aalto-luonteen.
Rayleigh-kriteeri
Sama peruutus- ja lisäyskuvio voidaan nähdä vesialueilla, jotka ovat luoneet kaksi lähellä olevaa bobia. Piikit poistavat aaltojen kourut, kun taas piikit vahvistavat piikit. Kuvioiden ja rakojen välisen etäisyyden perusteella Rayleigh-kriteeriksi kutsuttu yhtälö voi määrittää valoaaltojen aallonpituuden. Korkeampien energioiden, kuten röntgensäteiden, laskemiseksi käytetään kidediffraktiota ritilän sijasta. Röntgensäteet heijastavat kidehilan, esimerkiksi NaCl: n, ja muodostavat myös häiriökuviot.
Energia per fotoni
Fotonin energia liittyy sen taajuuteen ja - koska c = λν - sen aallonpituuteen. Suhde on E = hν, missä h on Plancksin vakio. Fotonienergiaan yleensä käytetty yksikkö on elektroni voltti (eV). Elektroni voltti on muutos elektronin kineettisessa energiassa, joka siirtyy paikasta, jossa jännitepotentiaali on V, paikkaan, jossa se on V + 1. Gammasäteiden energia on noin miljoona eV. Spektrin vastakkaisessa päässä radioaaltojen energia on miljoonasta miljardiin eV: n. Näkyvä spektri on välillä, noin viidessä eV: ssä.
Punainen vaihto
Erityinen suhteellisuustekijä määrää, että ylinopeutta saavuttavan esineen valo näyttää edelleen kulkevan yleisvakiossa c, jopa kohteelle, joka vähenee yhtä nopeasti kuin galaksit. Teorian mukaan sanotaan, että aallonpituus muuttuu, lyhenemällä suhteella, joka määritetään kohteen nopeudella havaitsijaan nähden. Pidennys on havaittavissa taantuvien kohteiden spektrissä. Tarkemmin sanoen kohteen valoa absorboivan ja valoa emittoivan kaasun emissiolinjat siirtyvät kohti spektrin pidempää aallonpituutta. Valonsiirto voidaan mitata spektrgrafista aallonpituuden absoluuttisen muutoksen perusteella, ts. Nm tai .... Tai spektroskooppinen siirto voidaan muuntaa vastaanottavan esineen nopeudeksi ja mitata joko kilometreinä sekunnissa, tai (koska galaktisessa mittakaavassa nopeudet ovat niin suuret) suhteessa valon nopeuteen, esim. 0.5c.