تتعامل الكهرومغناطيسية مع التفاعل بين الفوتونات التي تشكل موجات الضوء والإلكترونات ، وهي الجسيمات التي تتفاعل معها موجات الضوء. على وجه التحديد ، تتمتع موجات الضوء بخصائص عالمية معينة ، بما في ذلك السرعة الثابتة ، كما أنها تصدر طاقة ، وإن كان ذلك غالبًا على نطاق صغير جدًا.
الوحدة الأساسية للطاقة في الفيزياء هي الجول ، أو نيوتن متر. سرعة الضوء في الفراغ 3 × 108 م / ث ، وهذه السرعة هي نتاج أي تردد لموجة ضوئية بالهرتز (عدد موجات الضوء ، أو الدورات ، في الثانية) وطول موجاتها الفردية بالأمتار. يتم التعبير عن هذه العلاقة عادة على النحو التالي:
ج = \ n \ مرات \ لامدا
حيث ν ، الحرف اليوناني nu ، هو التردد و λ ، الحرف اليوناني lambda ، يمثل الطول الموجي.
في غضون ذلك ، في عام 1900 ، اقترح الفيزيائي ماكس بلانك أن طاقة الموجة الضوئية تتجه مباشرة إلى ترددها:
E = ح \ مرات \ nu
هنا ، يُعرف h ، بشكل مناسب ، بثابت بلانك وقيمته 6.626 × 10-34 جول سيك.
مجتمعة ، تسمح هذه المعلومات بحساب التردد بالهرتز عند إعطاء الطاقة بالجول والعكس بالعكس.
الخطوة 1: حل التردد من حيث الطاقة
لأن:
c = \ nu \ times \ lambda \ text {،} \ nu = \ frac {c} {\ lambda}
نحن نحصل
E = h \ times \ frac {c} {\ lambda}
الخطوة الثانية: تحديد التردد
إذا حصلت على ν بشكل صريح ، فانتقل إلى الخطوة 3. إذا أعطيت λ ، اقسم c على هذه القيمة لتحديد ν.
على سبيل المثال ، إذا كانت λ = 1 × 10-6 م (قريب من طيف الضوء المرئي):
\ nu = \ frac {3 \ times 10 ^ 8} {1 \ times 10 ^ {- 6}} = 3 \ times 10 ^ {14} \ text {Hz}
الخطوة 3: حل من أجل الطاقة
اضرب ν ثابت بلانك h في by لتحصل على قيمة E.
في هذا المثال:
E = 6.626 \ مرات 10 ^ {- 34} \ مرات 3 \ مرات 10 ^ {14} = 1.988 \ مرات 10 ^ {- 19} \ نص {J}