Ljus mäts i många enheter. Dess våglängd, λ, mäts i både ... ngström och nanometer. Dess frekvens mäts i Hertz. Dess energi mäts vanligen i elektronvolt (eV), eftersom Joules är för stora för att vara praktiska. Dess röda växling mäts i antingen kortdistansenheter (om mätning av skiftet i utsläppslinjerna på spektrografen) eller i hastighetsenheter, från hur snabbt objektet mottas.

... ngstrom och nanometer

En ... ngstrom (...) är 10 ^ -10 meter. En nanometer (nm) är 10 ^ -9 meter. Våglängden för det elektromagnetiska spektret sträcker sig från 10 ^ 12 nm till 10 ^ -3 nm. En nanometer är våglängden hos en mjuk röntgenfoton. Det synliga ljusintervallet är 400-750 nm. Observera att eftersom ljusets hastighet är både konstant och en produkt med våglängd och frekvens, dvs c = λν, vet du våglängden så vet du också frekvensen. (Frekvensen är vanligtvis representerad av den grekiska bokstaven nu.)

Hur man bestämmer våglängden

Vågets natur kan uppvisas genom att låta monokromatisk (med endast en våglängd) ljusa genom två mycket stänga pinhål (eller likvärdigt genom ett diffraktionsgitter). Ljuset från de två pinhålen stör varandra, vilket skapar ett mönster av ljusa och mörka linjer på en avlägsen vägg, som avslöjar ljusets vågkaraktär.

Rayleigh Criterion

Samma inställning och augmenting mönster kan ses i vatten vågor skapas av två närliggande bobs. Topparna avbryter vågarnas tråg, medan topparna förstärker toppar. Från måttet på mönstren och avståndet mellan slitsarna kan en ekvation som kallas Rayleigh-kriteriet bestämma våglängden för ljusvågorna. För att beräkna högre energier, som för röntgen, används kristalldiffraktion istället för gitter. Röntgenbilden reflekterar från en kristallgitter, t.ex. NaCl, och bildar också interferensmönster.

Energi per foton

En fotons energi är relaterad till dess frekvens och - sedan c = λν - till dess våglängd. Relationen är E = hν, där h är Plancks konstant. Enheten som vanligtvis används för fotons energi är elektronväljaren (eV). En elektronvolt är förändringen i kinetisk energi hos en elektron som rör sig från en plats där spänningspotentialen är V till en plats där den är V + 1. Gamma strålar har energi på ungefär en miljon eV. På motsatta änden av spektrumet har radiovågor energi från en miljonte till miljarder av en eV. Det synliga spektrumet är mellan, vid omkring fem eV.

Red Shift

Särskild relativitet dikterar att ljuset från ett hastighetsobjekt fortfarande verkar röra sig vid universell konstant c, även för ett objekt minskar så fort som galaxer gör. Teorin fortsätter att diktera att våglängden förändras, förkortas med en proportion som bestäms av objektets hastighet i förhållande till observatören. Längden är observerbar i det återkommande objektets spektrum. Specifikt växlar utsläppslinjerna för objektets ljusabsorberande och ljusemitterande gas mot spektrumets längre våglängdsänd. Ljusförskjutningen kan mätas utanför spektorn i form av den absoluta förändringen av våglängden, dvs i nm eller .... Eller det spektroskopiska skiftet kan omvandlas till det mottagande objektets hastighet och mäts antingen i kilometer per sekund eller (på grund av galaktisk skala är hastigheterna så höga) som en andel av ljusets hastighet, t.ex. 0,5c.