L'électromagnétisme traite de l'interaction entre les photons qui constituent les ondes lumineuses et les électrons, les particules avec lesquelles ces ondes lumineuses interagissent. Plus précisément, les ondes lumineuses ont certaines propriétés universelles, notamment une vitesse constante, et émettent également de l'énergie, bien que souvent à très petite échelle.
L'unité fondamentale de l'énergie en physique est le Joule, ou Newton-mètre. La vitesse de la lumière dans un vide est de 3 × 108 m/sec, et cette vitesse est le produit de la fréquence de toute onde lumineuse en Hertz (le nombre d'ondes lumineuses, ou cycles, par seconde) et de la longueur de ses ondes individuelles en mètres. Cette relation s'exprime normalement par :
c=\nu \times \lambda
Où, la lettre grecque nu, est la fréquence et λ, la lettre grecque lambda, représente la longueur d'onde.
Pendant ce temps, en 1900, le physicien Max Planck a proposé que l'énergie d'une onde lumineuse soit directement liée à sa fréquence :
E=h\ fois \nu
Ici, h, à juste titre, est connu comme la constante de Planck et a une valeur de 6,626 × 10-34 Joule-sec.
Prises ensemble, ces informations permettent de calculer la fréquence en Hertz pour une énergie donnée en Joules et inversement.
Étape 1: Résoudre la fréquence en termes d'énergie
Parce que:
c=\nu \times \lambda\text{, }\nu=\frac{c}{\lambda}
on a
E=h\fois \frac{c}{\lambda}
Étape 2: Déterminer la fréquence
Si vous obtenez ν explicitement, passez à l'étape 3. Si le est donné, divisez c par cette valeur pour déterminer .
Par exemple, si = 1 × 10-6 m (proche du spectre de la lumière visible) :
\nu =\frac{3\times 10^8}{1\times 10^{-6}}=3\times 10^{14}\text{ Hz}
Étape 3: Résoudre l'énergie
Multipliez la constante de Planck, h, par ν pour obtenir la valeur de E.
Dans cet exemple :
E=6.626\times 10^{-34} \times 3\times 10^{14}=1.988\times 10^{-19}\text{ J}