Elektromagnetika se bavi međusobnim djelovanjem fotona koji čine svjetlosne valove i elektrona, čestica s kojima ti svjetlosni valovi međusobno djeluju. Točnije, svjetlosni valovi imaju određena univerzalna svojstva, uključujući konstantnu brzinu, a također emitiraju energiju, iako često u vrlo malim razmjerima.
Temeljna jedinica energije u fizici je Joule ili Newton-metar. Brzina svjetlosti u vakuumu je 3 × 108 m / s, a ta je brzina umnožak frekvencije bilo kojeg svjetlosnog vala u Hertzu (broja svjetlosnih valova ili ciklusa u sekundi) i duljine njegovih pojedinačnih valova u metrima. Taj se odnos obično izražava kao:
c = \ nu \ puta \ lambda
Gdje je ν, grčko slovo nu, frekvencija, a λ, grčko slovo lambda, predstavlja valnu duljinu.
U međuvremenu, 1900. godine fizičar Max Planck predložio je da je energija svjetlosnog vala izravno na njegovu frekvenciju:
E = h \ puta \ nu
Ovdje je h, prikladno, poznat kao Planckova konstanta i ima vrijednost 6,626 × 10-34 Joule-sec.
Uzete zajedno, ove informacije omogućuju izračunavanje frekvencije u Hertzima kada im se energija daje u Joulesima i obrnuto.
Korak 1: Riješite frekvenciju u smislu energije
Jer:
c = \ nu \ puta \ lambda \ text {,} \ nu = \ frac {c} {\ lambda}
dobivamo
E = h \ puta \ frac {c} {\ lambda}
Korak 2: Odredite frekvenciju
Ako izričito dobijete ν, prijeđite na korak 3. Ako se dobije λ, podijelite c s ovom vrijednošću da biste odredili ν.
Na primjer, ako je λ = 1 × 10-6 m (blizu spektra vidljive svjetlosti):
\ nu = \ frac {3 \ puta 10 ^ 8} {1 \ puta 10 ^ {- 6}} = 3 \ puta 10 ^ {14} \ text {Hz}
Korak 3: Riješite za energiju
Pomnožite ν Planckovu konstantu, h, s ν da biste dobili vrijednost E.
U ovom primjeru:
E = 6,626 \ puta 10 ^ {- 34} \ puta 3 \ puta 10 ^ {14} = 1,988 \ puta 10 ^ {- 19} \ text {J}