電磁気学は、光波を構成する光子と電子、これらの光波が相互作用する粒子との間の相互作用を扱います。 具体的には、光波は一定の速度を含む特定の普遍的な特性を持ち、非常に小規模ではありますが、エネルギーも放出します。
物理学におけるエネルギーの基本単位は、ジュール、つまりニュートンメートルです。 真空中の光速は3×10です8 m /秒。この速度は、ヘルツ単位の光波の周波数(1秒あたりの光波の数またはサイクル数)とメートル単位の個々の波の長さの積です。 この関係は通常、次のように表されます。
c = \ nu \ times \ lambda
ここで、ギリシャ文字のnuであるνは周波数であり、ギリシャ文字のラムダであるλは波長を表します。
一方、1900年に、物理学者のMax Planckは、光波のエネルギーはその周波数に直接関係することを提案しました。
E = h \ times \ nu
ここで、hは、適切にはプランク定数として知られており、値は6.626×10です。-34 ジュール秒
まとめると、この情報により、ジュールでエネルギーが与えられたとき、およびその逆の場合に、ヘルツで周波数を計算できます。
ステップ1:エネルギーの観点から周波数を解く
理由:
c = \ nu \ times \ lambda \ text {、} \ nu = \ frac {c} {\ lambda}
我々が得る
E = h \ times \ frac {c} {\ lambda}
ステップ2:頻度を決定する
明示的にνを取得する場合は、ステップ3に進みます。 λが与えられた場合、cをこの値で割ってνを決定します。
たとえば、λ= 1×10の場合-6 m(可視光スペクトルに近い):
\ nu = \ frac {3 \ times 10 ^ 8} {1 \ times 10 ^ {-6}} = 3 \ times 10 ^ {14} \ text {Hz}
ステップ3:エネルギーを解く
νプランク定数hにνを掛けて、Eの値を取得します。
この例では:
E = 6.626 \ times 10 ^ {-34} \ times 3 \ times 10 ^ {14} = 1.988 \ times 10 ^ {-19} \ text {J}