Sadržaj
- ... ngstromi i nanometri
- Kako odrediti valnu duljinu
- Rayleigh-ov kriterij
- Energija po fotonu
- Crvena smjena
Svjetlost se mjeri u mnogim jedinicama. Njegova valna duljina, λ, mjeri se u ... ngstromima i nanometarima. Njegova frekvencija mjeri se u Hertzu. Njegova se energija obično mjeri u elektron-voltima (eV), jer su Joules preveliki da bi bili praktični. Crveni pomak mjeri se ili u jedinicama na kratkom razmaku (ako se mjeri pomak u emisijskim vodovima na spektrografu) ili u jedinicama brzine, od brzine kretanja objekta.
... ngstromi i nanometri
An ... ngstrom (...) je 10 ^ -10 metara. Nanometar (nm) je 10 ^ -9 metara. Valne duljine elektromagnetskog spektra protežu se od 10 ^ 12 nm do 10 ^ -3 nm. Nanometar je valna duljina mekog rendgenskog fotona. Vidljivi raspon svjetlosti je 400-750 nm. Imajte na umu da je obzirom da je brzina svjetlosti konstantna i produkt valne duljine i frekvencije, tj. C = λν, tada poznavanje valne duljine znači da znate i frekvenciju. (Učestalost je obično predstavljena grčkim slovom nu.)
Kako odrediti valnu duljinu
Valovita priroda svjetla može se pokazati tako da se monokromatska (samo jedne valne duljine) svjetlosti probije kroz dvije vrlo bliske rupice (ili ekvivalentno difrakcijskim rešetkama). Svjetlost iz dviju otvora ometaju se međusobno, stvarajući uzorak svijetlih i tamnih linija na udaljenom zidu, otkrivajući valni karakter svjetla.
Rayleigh-ov kriterij
Isti obrazac otkazivanja i povećanja može se vidjeti u vodenim valovima koje su stvorile dvije obližnje bobe. Vrhovi otkazuju korita valova, a vrhovi učvršćuju vrhove. Iz mjere uzoraka i udaljenosti između proreza jednadžba koja se naziva Rayleigh-ov kriterij može odrediti valnu duljinu svjetlosnih valova. Da bi se izračunale veće energije, kao npr. Za X-zrake, umjesto rešetki koristi se kristalna difrakcija. X-zrake se odbijaju od kristalne rešetke, npr., NaCl, i tvore uzorke smetnji.
Energija po fotonu
Energija fotona povezana je s njegovom frekvencijom i - budući da je c = λν - njegovom valnom duljinom. Odnos je E = hν, gdje je h Plancksova konstanta. Jedinica koja se obično koristi za energiju fotona je elektron-volt (eV). Elektron-volt je promjena kinetičke energije elektrona koji se kreće od mjesta na kojem je naponski potencijal V do mjesta na kojem je V + 1. Gama zrake imaju energiju od oko milijun eV. Na suprotnom kraju spektra, radio valovi imaju energiju od milijun do milijarde eV. Vidljivi spektar je između, oko pet eV.
Crvena smjena
Posebna relativnost nalaže da svjetlo iz objekta koji brzi put i dalje putuje univerzalnom konstantom c, čak i za objekt koji se povlači jednako brzo kao što to čine galaksije. Teorija nastavlja da diktira da se valna duljina mijenja, skraćujući se za omjer određen brzinom objekta u odnosu na promatrača. Produženje je vidljivo u spektru odmakanih predmeta. Konkretno, emisijske linije objekta koji apsorbira i daje svjetlost objekta pomiču se prema kraju duljine valne duljine spektra. Pomak svjetlosti može se izmjeriti iz spektografa u smislu apsolutne promjene valne duljine, tj. U nm ili .... Ili se spektroskopski pomak može pretvoriti u brzinu predmeta koji se prima i mjeriti ili u kilometrima u sekundi, ili (jer na galaktičkoj skali brzine su toliko velike) kao udio brzine svjetlosti, npr. 0,5c.