Indhold
Lys måles i mange enheder. Dens bølgelængde, λ, måles i både ... ngstrøm og nanometer. Dets frekvens måles i Hertz. Dens energi måles normalt i elektron-volt (eV), da Joules er for store til at være praktiske. Dets røde skift måles i enten enheder med kort afstand (hvis man måler skiftet i emissionslinjerne på spektrografen) eller i hastighedsenheder, fra hvor hurtigt objektet modtager.
... ngstroms og nanometre
En ... ngstrom (...) er 10 ^ -10 meter. Et nanometer (nm) er 10 ^ -9 meter. Bølgelængderne i det elektromagnetiske spektrum strækker sig fra 10 ^ 12 nm til 10 ^ -3 nm. Et nanometer er bølgelængden for en blød røntgenfoton. Det synlige lysområde er 400-750 nm. Bemærk, at da lysets hastighed både er konstant og et produkt af bølgelængde og frekvens, dvs. c = λν, betyder det at kende bølgelængden, at du også kender frekvensen. (Frekvensen er normalt repræsenteret med det græske bogstav nu.)
Sådan bestemmes bølgelængde
Lysets bølgekarakter kan udstilles ved at lade monokromatisk (af kun en bølgelængde) lys gennem to meget tætte pinholes (eller ækvivalent gennem et diffraktionsgitter). Lyset fra de to pinholes forstyrrer hinanden og skaber et mønster af lyse og mørke streger på en fjern mur, hvilket afslører lysets bølgekarakter.
Rayleigh-kriterium
Samme annullerings- og forøgelsesmønster kan ses i vandbølger oprettet af to nærliggende bobs. Toppene annullerer bølgenes trug, mens toppe forstærker toppe. Fra måling af mønstre og afstanden mellem spalterne kan en ligning kaldet Rayleigh-kriteriet bestemme bølgelængden af lysbølgerne. Til beregning af højere energier, såsom til røntgenstråler, bruges krystaldiffraktion i stedet for riste. Røntgenstrålene reflekterer et krystalgitter, fx NaCl, og danner også interferensmønstre.
Energi pr. Foton
En fotons energi er relateret til dens frekvens og - siden c = λν - til dens bølgelængde. Forholdet er E = hν, hvor h er Plancks konstant. Enheden, der normalt bruges til fotoner energi er elektronvolt (eV). En elektronvolt er ændringen i kinetisk energi fra et elektron, der bevæger sig fra et sted, hvor spændingspotentialet er V til et sted, hvor det er V + 1. Gamma-stråler har en energi på omkring en million eV. I den modsatte ende af spektret har radiobølger energi fra en million til milliarddel af en eV. Det synlige spektrum er derimellem, omkring fem eV.
Rød skift
Særlig relativitet dikterer, at lyset fra et hastighedsobjekt stadig ser ud til at bevæge sig ved den universelle konstant c, selv for et objekt, der går ned så hurtigt som galakser gør. Teorien fortsætter med at diktere, at bølgelængden ændrer sig, hvilket forkortes med en andel, der bestemmes af objektets hastighed i forhold til observatøren. Forlængelsen kan ses i det tilbagevendende objektspektrum. Specifikt skifter emissionsledningerne fra den lysabsorberende og lysemitterende gas fra objektet mod den længere bølgelængde af spektret. Lysskiftet kan måles fra spektografen med hensyn til den absolutte ændring af bølgelængden, dvs. i nm eller .... Eller det spektroskopiske skift kan konverteres til hastigheden på det modtagende objekt og måles enten i kilometer per sekund, eller (fordi galaktisk skala er hastighederne så høje) som en andel af lysets hastighed, f.eks. 0,5c.