Elektromagnetika se zabývá souhrou fotonů, které tvoří světelné vlny, a elektronů, částic, se kterými tyto světelné vlny interagují. Konkrétně mají světelné vlny určité univerzální vlastnosti, včetně konstantní rychlosti, a také emitují energii, i když často ve velmi malém měřítku.
Základní jednotkou energie ve fyzice je Joule neboli Newton-meter. Rychlost světla ve vakuu je 3 × 108 m / s a tato rychlost je součinem frekvence jakékoli světelné vlny v Hertzích (počet světelných vln nebo cyklů za sekundu) a délky jejích jednotlivých vln v metrech. Tento vztah je obvykle vyjádřen jako:
c = \ nu \ times \ lambda
Kde ν, řecké písmeno nu, je frekvence a λ, řecké písmeno lambda, představuje vlnovou délku.
Mezitím, v roce 1900, fyzik Max Planck navrhl, že energie světelné vlny je přímo na její frekvenci:
E = h \ krát \ nu
Zde je h, výstižně, známé jako Planckova konstanta a má hodnotu 6,626 × 10-34 Joule-sek.
Dohromady tato informace umožňuje vypočítat frekvenci v Hertzích, když je dána energie v Joulech a naopak.
Krok 1: Vyřešte frekvenci z hlediska energie
Protože:
c = \ nu \ times \ lambda \ text {,} \ nu = \ frac {c} {\ lambda}
dostaneme
E = h \ times \ frac {c} {\ lambda}
Krok 2: Určete frekvenci
Pokud dostanete ν výslovně, přejděte ke kroku 3. Pokud je dáno λ, vydělte c touto hodnotou, abyste určili ν.
Například pokud λ = 1 × 10-6 m (blízké spektru viditelného světla):
\ nu = \ frac {3 \ krát 10 ^ 8} {1 \ krát 10 ^ {- 6}} = 3 \ krát 10 ^ {14} \ text {Hz}
Krok 3: Vyřešte energii
Vynásobte ν Planckovu konstantu, h, ν, abyste získali hodnotu E.
V tomto příkladu:
E = 6,626 \ krát 10 ^ {- 34} \ krát 3 \ krát 10 ^ {14} = 1,988 \ krát 10 ^ {- 19} \ text {J}