Contente
- ... ngstroms e nanômetros
- Como determinar o comprimento de onda
- Critério de Rayleigh
- Energia por fóton
- Red Shift
A luz é medida em muitas unidades. Seu comprimento de onda, λ, é medido em ... ngstroms e nanômetros. Sua frequência é medida em Hertz. Sua energia é geralmente medida em elétron-volts (eV), uma vez que os Joules são grandes demais para serem práticos. Seu desvio para o vermelho é medido em unidades de curta distância (se estiver medindo o desvio nas linhas de emissão no espectrógrafo) ou em unidades de velocidade, a partir da velocidade com que o objeto está recuando.
... ngstroms e nanômetros
Um ... ngstrom (...) tem 10 ^ -10 metros. Um nanômetro (nm) é 10 ^ -9 metros. Os comprimentos de onda do espectro eletromagnético se estendem de 10 ^ 12 nm a 10 ^ -3 nm. Um nanômetro é o comprimento de onda de um fóton de raios X macio. O alcance visível da luz é de 400 a 750 nm. Observe que, como a velocidade da luz é constante e um produto de comprimento de onda e frequência, ou seja, c = λν, conhecer o comprimento de onda significa que você também conhece a frequência. (A frequência é geralmente representada com a letra grega nu.)
Como determinar o comprimento de onda
A natureza das ondas da luz pode ser exibida ao permitir que a luz monocromática (de apenas um comprimento de onda) passe por dois furos muito próximos (ou equivalentemente por uma grade de difração). A luz dos dois orifícios interfere entre si, criando um padrão de linhas brilhantes e escuras em uma parede distante, revelando o caráter de onda da luz.
Critério de Rayleigh
Esse mesmo padrão de cancelamento e aumento pode ser visto nas ondas de água criadas por dois bobs próximos. Os picos cancelam as cavidades das ondas, enquanto os picos reforçam os picos. A partir da medida dos padrões e da distância entre as fendas, uma equação chamada critério de Rayleigh pode determinar o comprimento de onda das ondas de luz. Para calcular energias mais altas, como para raios-X, a difração de cristal é usada em vez de grades. Os raios X refletem uma estrutura de cristal, por exemplo, NaCl, e também formam padrões de interferência.
Energia por fóton
A energia de um fóton está relacionada à sua frequência e - desde c = λν - ao seu comprimento de onda. A relação é E = hν, onde h é constante de Plancks. A unidade normalmente usada para energia de fótons é o elétron-volt (eV). Um elétron-volt é a mudança na energia cinética de um elétron que se move de um local onde o potencial de voltagem é V para um local em que é V + 1. Os raios gama têm energia de cerca de um milhão eV. No extremo oposto do espectro, as ondas de rádio têm energia de um milionésimo a bilionésimo de um eV. O espectro visível está no meio, em torno de cinco eV.
Red Shift
A relatividade especial determina que a luz de um objeto veloz ainda parece viajar na constante universal c, mesmo para um objeto que se afasta tão rápido quanto as galáxias. A teoria continua a ditar que o comprimento de onda muda, diminuindo em uma proporção determinada pela velocidade do objeto em relação ao observador. O alongamento é observável no espectro de objetos recuados. Especificamente, as linhas de emissão do gás absorvente e emissor de luz do objeto se deslocam em direção à extremidade do espectro com maior comprimento de onda. O deslocamento da luz pode ser medido fora do espectograma em termos da mudança absoluta do comprimento de onda, ou seja, em nm ou .... (porque em uma escala galáctica, as velocidades são muito altas) como uma proporção da velocidade da luz, por exemplo, 0,5c.