Tartalom
- ... ngstroms és nanométerek
- Hogyan határozzuk meg a hullámhosszt?
- Rayleigh kritérium
- Energia per foton
- Red Shift
A fényt sok egységben mérik. A hullámhosszát, λ, mind ... ngström-ben, mind a nanométerben mérik. Frekvenciáját Hertzben mérik. Az energiát rendszerint elektronvolta (eV) -ben mérik, mivel a Joules túl nagy ahhoz, hogy praktikus legyen. A vörös eltolódást akár rövid távolsági egységekben (ha a spektrográfon az emissziós vonalak eltolódását mérik), vagy sebesség mértékegységeiben mérjük, attól függően, hogy milyen gyorsan halad az objektum.
... ngstroms és nanométerek
Egy ... ngstrom (...) 10 ^ -10 méter. A nanométer (nm) 10 ^ -9 méter. Az elektromágneses spektrum hullámhossza 10 ^ 12 nm-től 10 ^ -3 nm-ig terjed. A nanométer a lágy röntgen foton hullámhossza. A fény látható tartománya 400-750 nm. Vegye figyelembe, hogy mivel a fénysebesség állandó és hullámhossz és frekvencia szorzata, azaz c = λν, akkor a hullámhossz ismerete azt is jelenti, hogy a frekvenciát is ismeri. (A frekvencia általában a nu görög betűvel van ábrázolva.)
Hogyan határozzuk meg a hullámhosszt?
A fény hullám jellege megmutatható, ha monokromatikus (csak egy hullámhosszú) fényt hagyunk két nagyon szoros lyukon (vagy ezzel egyenértékűen egy diffrakciós rácson) keresztül. A két tűlyukból származó fény zavarja egymást, fényes és sötét vonalak mintázatát képezve egy távoli falon, felfedve a fény hullám jellegét.
Rayleigh kritérium
Ugyanez a törlési és növelési minta látható a két közeli bob által létrehozott vízhullámokban. A csúcsok eltávolítják a hullámok mélyedését, míg a csúcsok megerősítik a csúcsokat. A minták és a rések közötti távolság alapján a Rayleigh-kritériumnak nevezett egyenlet meghatározhatja a fényhullámok hullámhosszát. A magasabb energiák kiszámításához, például a röntgen sugaraihoz, a rácsok helyett kristálydiffrakciót használnak. A röntgen sugarak egy kristályrácsot, például NaCl-t tükröznek, és interferenciamintákat is képeznek.
Energia per foton
A foton energiája a frekvenciájához és - mivel c = λν - a hullámhosszához kapcsolódik. A reláció E = hν, ahol h Plancks állandó. A fotonok energiája általában az elektron volt (eV). Az elektronvolt az elektron kinetikus energiájának változása, amely egy olyan helyről mozog, ahol a feszültségpotenciál V, egy olyan helyre, ahol V + 1. A gammasugarak energiája körülbelül egy millió eV. A spektrum ellentétes végén a rádióhullámok energiája az eV egymillió-milliárd részének energiája. A látható spektrum között van, körülbelül öt eV-nál.
Red Shift
A speciális relativitáselmélet azt sugallja, hogy a gyorshajtó objektumokból származó fény továbbra is úgy mozog, mint a c univerzális állandó, még akkor is, ha egy objektum ugyanolyan gyorsan eltűnik, mint a galaxisok. Az elmélet tovább diktálja, hogy a hullámhossz megváltozik, az objektum megfigyelőhöz viszonyított sebessége által meghatározott arányban lerövidítve. A hosszabbítás megfigyelhető a visszahúzódó objektumok spektrumában. Pontosabban, az objektum fényelnyelő és fénykibocsátó gázjának emissziós vonalai a spektrum hosszabb hullámhosszú vége felé tolódnak el. A fényeltolódást a spektroszkópról le lehet mérni a hullámhossz abszolút változása alapján, vagyis nm-ben vagy ... Vagy a spektroszkópiás eltolódást át lehet alakítani a vevő tárgy sebességére, és mérni lehet kilométer / másodpercben, vagy (mert galaktikus skálán a sebességek olyan nagyok) a fénysebesség arányában, pl. 0,5c.