Sisu
- ... ngstroms ja nanomeetrid
- Kuidas määrata lainepikkust
- Rayleighi kriteerium
- Energia footoni kohta
- Punane vahetus
Valgust mõõdetakse paljudes ühikutes. Selle lainepikkust λ mõõdetakse nii ... ngstromites kui ka nanomeetrites. Selle sagedust mõõdetakse hertsides. Selle energiat mõõdetakse tavaliselt elektronvoltides (eV), kuna džoulid on liiga suured, et neid praktiliselt kasutada. Selle punast nihet mõõdetakse kas lühikese vahemaa ühikutes (kui mõõdetakse spektrograafil olevate emissiooniliinide nihet) või kiiruse mõõtühikutes, sõltuvalt sellest, kui kiiresti objekt taandub.
... ngstroms ja nanomeetrid
An ... ngstrom (...) on 10 ^ -10 meetrit. Nanomeeter (nm) on 10 ^ -9 meetrit. Elektromagnetilise spektri lainepikkused ulatuvad 10 ^ 12 nm kuni 10 ^ -3 nm. Nanomeeter on pehme röntgenkiirguse footoni lainepikkus. Valguse nähtav ulatus on 400–750 nm. Pange tähele, et kuna valguse kiirus on nii konstantne kui ka lainepikkuse ja sageduse korrutis, st c = λ, siis tähendab lainepikkuse teadmine, et teate ka sagedust. (Sagedust tähistatakse tavaliselt kreeka tähega nu.)
Kuidas määrata lainepikkust
Valguse laine laadi saab näidata, lastes monokromaatilise (ainult ühe lainepikkusega) valguse läbi kahe väga lähedase ava (või samaväärselt läbi difraktsioonivõre). Kahest nööpnõelast tulev valgus segab üksteist, luues kaugele seinale heledate ja tumedate joonte mustri, paljastades valguse laine iseloomu.
Rayleighi kriteerium
Sama tühistamis- ja suurendamismustrit võib näha kahe lähedal asuva bobi tekitatud veelainetes. Piigid kustutavad lainete lohud, piigid tugevdavad piike. Mustrite mõõtmete ja pilude vahelise kauguse põhjal saab Rayleighi kriteeriumiks nimetatud võrrand määrata valguslainete lainepikkuse. Suuremate energiate arvutamiseks, näiteks röntgenikiirguse jaoks, kasutatakse restide asemel kristallide difraktsiooni. Röntgenikiirgus peegeldab kristallvõre, näiteks NaCl, ja moodustavad ka häiremustrid.
Energia footoni kohta
Footoni energia on seotud selle sagedusega ja - kuna c = λν - selle lainepikkusega. Seos on E = hν, kus h on Plancksi konstant. Tavaliselt kasutatakse footonite energiaks ühikut elektronvolti (eV). Elektrivolt on elektroni kineetilise energia muutus, mis liigub kohast, kus pinge potentsiaal on V, kohta, kus see on V + 1. Gammakiirte energia on umbes miljon eV. Spektri teises otsas on raadiolainete energia eV miljonist miljardini. Nähtav spekter on vahel, umbes viie eV juures.
Punane vahetus
Spetsiaalne relatiivsus tingib, et kiiruseületamise objektilt väljuv valgus liigub endiselt universaalses konstandis c, isegi objekti puhul, mis taandub sama kiiresti kui galaktikad. Edasi dikteerib teooria, et lainepikkus muutub, lühenedes proportsiooni järgi, mille määrab objekti kiirus vaatleja suhtes. Pikendust saab jälgida taanduvate objektide spektris. Täpsemalt, objekti valgust neelava ja valgust kiirgava gaasi emissiooniliinid nihkuvad spektri pikema lainepikkuse poole. Valgusnihet saab mõõta spektrograafilt lainepikkuse absoluutse muutuse järgi, st nm või .... Või spektroskoopilise nihke saab teisendada vastuvõtva objekti kiiruseks ja mõõta kas kilomeetrites sekundis, või (kuna galaktika skaalal on kiirused nii suured) kui osa valguse kiirusest, nt 0,5c.