Sähkömagneettinen toiminta käsittelee valoaaltoja muodostavien fotonien ja elektronien, hiukkasten, joiden kanssa nämä valoaallot ovat vuorovaikutuksessa, välistä vuorovaikutusta. Erityisesti valoaalloilla on tiettyjä universaaleja ominaisuuksia, mukaan lukien vakionopeus, ja ne myös lähettävät energiaa, vaikkakin usein hyvin pienessä mittakaavassa.
Energian perusyksikkö fysiikassa on Joule tai Newton-metri. Valon nopeus rokotteessa on 3 × 108 m / s, ja tämä nopeus on tulo minkä tahansa valoaallon taajuudesta Hertzissä (valoaaltojen tai jaksojen määrä sekunnissa) ja sen yksittäisten aaltojen pituudesta metreinä. Tämä suhde ilmaistaan tavallisesti seuraavasti:
c = \ nu \ kertaa \ lambda
Missä ν, kreikkalainen kirjain nu, on taajuus ja λ, kreikkalainen kirjain lambda, edustaa aallonpituutta.
Sillä välin vuonna 1900 fyysikko Max Planck ehdotti, että valoaallon energia on suoraan sen taajuudella:
E = h \ kertaa \ nu
Tässä h tunnetaan sopivasti Planckin vakiona ja sen arvo on 6,626 × 10-34 Joule-sek.
Yhdessä nämä tiedot mahdollistavat taajuuden laskemisen Hertzissä, kun annetaan energia jouleina ja päinvastoin.
Vaihe 1: Ratkaise taajuus energian suhteen
Koska:
c = \ nu \ kertaa \ lambda \ text {,} \ nu = \ frac {c} {\ lambda}
saamme
E = h \ kertaa \ frac {c} {\ lambda}
Vaihe 2: Määritä taajuus
Jos saat nimenomaisesti ν, siirry vaiheeseen 3. Jos annetaan λ, jakamalla c tällä arvolla määritetään ν.
Esimerkiksi, jos λ = 1 × 10-6 m (lähellä näkyvän valon spektriä):
\ nu = \ frac {3 \ kertaa 10 ^ 8} {1 \ kertaa 10 ^ {- 6}} = 3 \ kertaa 10 ^ {14} \ teksti {Hz}
Vaihe 3: Ratkaise energiaa
Kertomalla ν Planckin vakio h luvulla ν saadaan E: n arvo.
Tässä esimerkissä:
E = 6,626 \ kertaa 10 ^ {- 34} \ kertaa 3 \ kertaa 10 ^ {14} = 1,988 \ kertaa 10 ^ {- 19} \ teksti {J}