Elektromagnetik beskæftiger sig med samspillet mellem de fotoner, der udgør lysbølger og elektroner, de partikler, som disse lysbølger interagerer med. Specifikt har lysbølger visse universelle egenskaber, herunder en konstant hastighed, og udsender også energi, omend ofte i meget lille skala.
Den grundlæggende energienhed i fysik er Joule eller Newton-meteren. Lysets hastighed i en vaccum er 3 × 108 m / sek, og denne hastighed er et produkt af enhver lysbølges frekvens i Hertz (antallet af lysbølger eller cyklusser pr. sekund) og længden af dens individuelle bølger i meter. Dette forhold udtrykkes normalt som:
c = \ nu \ gange \ lambda
Hvor ν, det græske bogstav nu, er frekvens, og λ, det græske bogstav lambda, repræsenterer bølgelængde.
I mellemtiden foreslog fysikeren Max Planck i 1900, at energien fra en lysbølge er direkte til dens frekvens:
E = h \ gange \ nu
Her er h passende passende kendt som Plancks konstant og har en værdi på 6,626 × 10-34 Joule-sek.
Samlet set giver denne information mulighed for at beregne frekvensen i Hertz, når den gives energi i Joule og omvendt.
Trin 1: Løs for frekvens i energibetingelser
Fordi:
c = \ nu \ times \ lambda \ text {,} \ nu = \ frac {c} {\ lambda}
vi får
E = h \ times \ frac {c} {\ lambda}
Trin 2: Bestem frekvensen
Hvis du får ν udtrykkeligt, skal du gå videre til trin 3. Hvis der gives λ, divideres c med denne værdi for at bestemme ν.
For eksempel hvis λ = 1 × 10-6 m (tæt på det synlige lysspektrum):
\ nu = \ frac {3 \ gange 10 ^ 8} {1 \ gange 10 ^ {- 6}} = 3 \ gange 10 ^ {14} \ tekst {Hz}
Trin 3: Løs for energi
Multiplicer ν Plancks konstant, h, med ν for at få værdien af E.
I dette eksempel:
E = 6.626 \ gange 10 ^ {- 34} \ gange 3 \ gange 10 ^ {14} = 1.988 \ gange 10 ^ {- 19} \ tekst {J}