OpenStax Astronomy Chapter 5: Radiation and Spectra

Light as a Wave

Section 5.1

I. Light =                                                      , Light =                                                           

A. Can tell us about:                                                                                                                                                        

B. Use                                                                           to collect light of all                                                                    

1. Light is                             just what our eyes can see

II. Light as a                                           

A. Light is a                                                                wave – up and down, ripples in a pond

B. Sound is a                                                              wave – Requires a                                                to travel through, like air

1. No sound in                                          , because no medium

III. Properties of Waves

A.                                                                     (λ): length between peaks of wave

B.                                                                      (ν): number of waves that pass by each second

C. Wavelength and frequency are related to the                                                                             (c)

1. c =                                                                               (wavelength times frequency)

2. c is a                                                                                                       speed, c = 186,000 miles/s or 670,000,000 mph

a. Light takes                                                     to travel across space

D. Light with a                                       wavelength has                                    frequency, because the speed of light is always the                                           

E. Light with a short                                                       has a high (fast)                                                    

Light as a Particle

IV. Light as a                                                              

A. Light behaves like                                                  a wave and a particle (wave-particle duality)

B.                                                    : particle or packet of light

C. Photons carry specific amounts of                                                       

D.                                                                   photons = light with                                         frequency and                               wavelength

1. Examples:                                                                                                          

E.                                                                     photons = light with                                     frequency and                                 wavelength

1. Examples:                                                                                                                

F. Application: Two laser beams with the same energy (intensity) but different                                           will emit different                                                                                                        in one second

1.                                             low energy photons needed to create                               amount of energy, same level of intensity

2. Blue laser:                                           energy, emits                                                   photons (quarters)

3. Red laser:                                             energy, emits                                                  photons (pennies)

The Electromagnetic Spectrum

Section 5.2 

V. Electromagnetic (EM)                                                         

A. Light is an                                                                                 wave – caused by                                              electric and magnetic fields

B. EM Spectrum:                         light (meaning all types of energy waves) sorted by                                                                  

C. From                                       to                                          wavelength (high to low frequency):                                                    

D.                                                         light is only a                                                     part of EM Spectrum

E.                                                          order (ROYGBIV) is                                         wavelength

1. Red is the                                   wavelength: 700 nanometers

2.                                              (astronomers often just say “blue”) is the shortest: 350 nm

Tutorial Activity – Light

Figure 1: Waves by Catherine Whiting, licensed under CC BY 4.0