Περιεχόμενο
- ... ngstroms και Nanometers
- Πώς να προσδιορίσετε το μήκος κύματος
- Κριτήριο Rayleigh
- Ενέργεια ανά φωτόνιο
- Κόκκινη μετατόπιση
Το φως μετράται σε πολλές μονάδες. Το μήκος κύματος του λ, μετράται και στις δύο ... ngstroms και νανόμετρα. Η συχνότητά της μετράται σε Hertz. Η ενέργεια του συνήθως μετριέται σε ηλεκτρόνια βολτ (eV), αφού τα Joules είναι πολύ μεγάλα για να είναι πρακτικά. Η κόκκινη μετατόπισή της μετράται είτε σε μονάδες μικρής απόστασης (εάν μετράται η μετατόπιση των γραμμών εκπομπής στον φασματογράφο) είτε σε μονάδες ταχύτητας, από το πόσο γρήγορα γίνεται ανάληψη του αντικειμένου.
... ngstroms και Nanometers
Ένα ... ngstrom (...) είναι 10 ^ -10 μέτρα. Ένα νανόμετρο (nm) είναι 10 ^ -9 μέτρα. Τα μήκη κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος εκτείνονται από 10 ^ 12 nm έως 10 ^ -3 nm. Ένα νανομετρικό είναι το μήκος κύματος ενός μαλακού φωτονίου ακτίνων Χ. Το ορατό εύρος φωτός είναι 400-750 nm. Σημειώστε ότι καθώς η ταχύτητα του φωτός είναι και σταθερή και ένα προϊόν μήκους κύματος και συχνότητας, δηλαδή c = λν, τότε η γνώση του μήκους κύματος σημαίνει ότι γνωρίζετε επίσης τη συχνότητα. (Η συχνότητα αντιπροσωπεύεται συνήθως με το ελληνικό γράμμα nu.)
Πώς να προσδιορίσετε το μήκος κύματος
Η κυματική φύση του φωτός μπορεί να εκδηλωθεί αφήνοντας μονοχρωματικό (μόνο ενός μήκους κύματος) φως μέσα από δύο πολύ στενά οπές (ή ισοδύναμα μέσα από ένα πλέγμα διάθλασης). Το φως από τις δύο οπές παρεμποδίζει το ένα το άλλο, δημιουργώντας ένα πρότυπο φωτεινών και σκοτεινών γραμμών σε έναν απομακρυσμένο τοίχο, αποκαλύπτοντας τον κύμα χαρακτήρα του φωτός.
Κριτήριο Rayleigh
Αυτό το ίδιο μοτίβο ακύρωσης και αύξησης μπορεί να παρατηρηθεί σε κύματα νερού που δημιουργήθηκαν από δύο κοντινά bobs. Οι κορυφές ακυρώνουν τις κοιλότητες των κυμάτων, ενώ οι κορυφές ενισχύουν τις κορυφές. Από τη μέτρηση των μοτίβων και την απόσταση μεταξύ των σχισμών, μια εξίσωση που ονομάζεται κριτήριο Rayleigh μπορεί να καθορίσει το μήκος κύματος των φωτεινών κυμάτων. Για τον υπολογισμό υψηλότερων ενεργειών, όπως για τις ακτίνες Χ, χρησιμοποιείται κρυσταλλική περίθλαση αντί για πλέγματα. Οι ακτίνες Χ αντανακλούν ένα κρυσταλλικό πλέγμα, π.χ. NaCl, και σχηματίζουν επίσης σχέδια παρεμβολής.
Ενέργεια ανά φωτόνιο
Η ενέργεια ενός φωτονίου σχετίζεται με τη συχνότητά του και - από το c = λν - με το μήκος κύματος του. Η σχέση είναι E = hν, όπου h είναι σταθερά Plancks. Η μονάδα που χρησιμοποιείται συνήθως για την ενέργεια φωτονίων είναι το ηλεκτρόνιο-βολτ (eV). Ένα ηλεκτρόνιο είναι η μεταβολή της κινητικής ενέργειας ενός ηλεκτρονίου που κινείται από ένα σημείο όπου το δυναμικό τάσης είναι V σε ένα σημείο όπου είναι V + 1. Οι ακτίνες γάμμα έχουν ενέργεια περίπου ενός εκατομμυρίου eV. Στο αντίθετο άκρο του ραδιοφάσματος, τα ραδιοκύματα έχουν ενέργεια από ένα εκατομμύριο έως ένα δισεκατομμύριο ενός eV. Το ορατό φάσμα βρίσκεται στο μεταξύ, σε περίπου πέντε eV.
Κόκκινη μετατόπιση
Η ειδική σχετικότητα υπαγορεύει ότι το φως από ένα αντικείμενο επιτάχυνσης εξακολουθεί να ταξιδεύει στην καθολική σταθερά c, ακόμη και αν ένα αντικείμενο υποχωρεί όσο πιο γρήγορα γίνονται οι γαλαξίες. Η θεωρία συνεχίζει να υπαγορεύει ότι το μήκος κύματος αλλάζει, μειώνεται με ένα ποσοστό που καθορίζεται από την ταχύτητα του αντικειμένου σε σχέση με τον παρατηρητή. Η επιμήκυνση παρατηρείται στο φάσμα των αντικειμενικών αντικειμένων. Συγκεκριμένα, οι γραμμές εκπομπής του αέριου απορροφήσεως φωτός και εκπομπής φωτός του αντικειμένου μετατοπίζονται προς το τέλος του μήκους κύματος του φάσματος. Η μετατόπιση του φωτός μπορεί να μετρηθεί εκτός του φασματογράφου από την άποψη της απόλυτης μεταβολής του μήκους κύματος, δηλαδή σε nm ή .... Ή η φασματοσκοπική μετατόπιση μπορεί να μετατραπεί στην ταχύτητα του αντικειμένου πρόσληψης και να μετρηθεί είτε σε χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο, είτε (επειδή σε κλίμακα γαλαξίας, οι ταχύτητες είναι τόσο υψηλές) ως ποσοστό της ταχύτητας του φωτός, π.χ., 0.5c.