Våglängdsvariation

Våglängdsvariation är förändringen i våglängden hos en våg, ofta över tid eller i olika delar av ett system. För elektromagnetisk strålning är våglängden i ett medium kopplad till frekvensen och det mediumpers obevär. Generellt gäller lambda = v / f, där v är vågens fart i mediet och f dess frekvens. I vakuum är lambda = c / f; i ett medium blir våglängden längre eller kortare beroende på det optiska refraktiva indexet n, så lambda = c / (n f).

Orsakerna till våglängdsvariation är mångfacetterade. Dopplerförskjutning uppstår när källan och observatören rör sig relativt varandra, vilket flyttar spektrallinjerna i förhållande till frekvensen. Temperatur- och tryckförändringar påverkar det optiska refraktiva indexet och därmed våglängden i ett material. Dispersion gör att olika våglängder färdas med olika hastigheter, vilket breder ut ett spektrum eller en puls. Vid ljuskällor kan även linjebredden växa av naturens kvantmekaniska begränsningar, termisk rörelse (Dopplerbreddning) och kollisioner (pressbreddning). Laserljus kan uppvisa svängningar i våglängd över tiden, känt som chirp eller osäkerhet i våglängden.

Effekterna av våglängdsvariation är särskilt viktiga inom optik, telekommunikation och spektroskopi. Spektral bredd, impulsbreddning och felkällor i mätningar kan påverka upplösning och signalintegritet. För astronomi används våglängdsförskjutningar för att mäta rörelser och avstånd. För att hantera variationer används temperatur- och vibrationsstabilisering, referensstrålar, frekvenskammare och kalibrering mot fasta våglängder.