Електромагнетиката се занимава с взаимодействието между фотоните, които съставляват светлинни вълни, и електроните, частиците, с които тези светлинни вълни си взаимодействат. По-конкретно, светлинните вълни имат определени универсални свойства, включително постоянна скорост, и също така излъчват енергия, макар и често в много малък мащаб.
Основната енергийна единица във физиката е Джоул или нютонметър. Скоростта на светлината във вакуум е 3 × 108 m / sec и тази скорост е продукт на честотата на всяка светлинна вълна в Hertz (броя на светлинните вълни или цикли в секунда) и дължината на отделните вълни в метри. Тази връзка обикновено се изразява като:
c = \ nu \ times \ lambda
Където ν, гръцката буква nu, е честота, а λ, гръцката буква lambda, представлява дължината на вълната.
Междувременно през 1900 г. физикът Макс Планк предлага, че енергията на светлинната вълна е директно към нейната честота:
E = h \ пъти \ nu
Тук h, подходящо, е известен като константа на Планк и има стойност 6,626 × 10-34 Джоул-сек.
Взета заедно, тази информация позволява да се изчисли честотата в херци, когато се дава енергия в джаули и обратно.
Стъпка 1: Решете за честота по отношение на енергията
Защото:
c = \ nu \ times \ lambda \ text {,} \ nu = \ frac {c} {\ lambda}
получаваме
E = h \ times \ frac {c} {\ lambda}
Стъпка 2: Определете честотата
Ако получите ν изрично, преминете към стъпка 3. Ако се даде λ, разделете c на тази стойност, за да определите ν.
Например, ако λ = 1 × 10-6 m (близо до спектъра на видимата светлина):
\ nu = \ frac {3 \ по 10 ^ 8} {1 \ по 10 ^ {- 6}} = 3 \ по 10 ^ {14} \ текст {Hz}
Стъпка 3: Решете за енергия
Умножете ν константата на Планк, h, по ν, за да получите стойността на E.
В този пример:
E = 6.626 \ по 10 ^ {- 34} \ по 3 \ по 10 ^ {14} = 1.988 \ по 10 ^ {- 19} \ text {J}