ელექტრომაგნიტიკა ეხება ურთიერთქმედებას ფოტონებს შორის, რომლებიც წარმოადგენენ სინათლის ტალღებსა და ელექტრონებს, იმ ნაწილაკებს, რომელთანაც ურთიერთქმედებენ ეს სინათლის ტალღები. კერძოდ, სინათლის ტალღებს აქვთ გარკვეული უნივერსალური თვისებები, მათ შორის მუდმივი სიჩქარე და ასევე გამოყოფენ ენერგიას, თუმცა ხშირად ძალიან მცირე მასშტაბით.
ფიზიკაში ენერგიის ფუნდამენტური ერთეულია ჯული, ანუ ნიუტონის მეტრი. ვაკუუმში სინათლის სიჩქარეა 3 × 108 მ / წმ, და ეს სიჩქარე არის ნებისმიერი სინათლის ტალღის სიხშირის ჰერცში სინათლის (სინათლის ტალღების რაოდენობა, ან ციკლები წამში) და ინდივიდუალური ტალღების სიგრძე მეტრებში. ეს ურთიერთობა ჩვეულებრივ გამოიხატება შემდეგნაირად:
c = \ nu \ ჯერ \ lambda
სადაც ν, ბერძნული ასო nu არის სიხშირე და λ, ბერძნული ასო lambda წარმოადგენს ტალღის სიგრძეს.
იმავდროულად, 1900 წელს ფიზიკოსმა მაქს პლანკმა შემოგვთავაზა, რომ სინათლის ტალღის ენერგია პირდაპირ მის სიხშირეს წარმოადგენს:
E = h \ ჯერ \ nu
აქ, h, შესაბამისად, ცნობილია როგორც პლანკის მუდმივა და მისი მნიშვნელობაა 6,626 × 10-34 ჯოულ-წმ.
ერთად აღებული, ეს ინფორმაცია საშუალებას გვაძლევს გამოთვალოთ სიხშირე ჰერცში, როდესაც მას ენერგია მიეცემა ჯოულებში და პირიქით.
ნაბიჯი 1: გადაჭრის სიხშირე ენერგიის თვალსაზრისით
რადგან:
c = \ nu \ ჯერ \ lambda \ text {,} \ nu = \ frac {c} {\ lambda}
ვიღებთ
E = h \ ჯერ \ frac {c} {\ lambda}
ნაბიჯი 2: სიხშირის დადგენა
თუ პირდაპირ მიიღებთ ν, გადადით ნაბიჯ 3-ზე. თუ მოცემულია λ, გაყოფა c ამ მნიშვნელობაზე, რათა დადგინდეს ν.
მაგალითად, თუ λ = 1 × 10-6 მ (ხილული სინათლის სპექტრთან ახლოს):
\ nu = \ frac {3 \ ჯერ 10 ^ 8} {1 \ ჯერ 10 ^ {- 6}} = 3 \ ჯერ 10 ^ {14} \ ტექსტი {Hz}
ნაბიჯი 3: გადაჭრის ენერგიას
გამრავლეთ ν პლანკის მუდმივა, h, νზე, რომ მიიღოთ E მნიშვნელობა.
ამ მაგალითში:
E = 6.626 \ ჯერ 10 ^ {- 34} \ ჯერ 3 \ ჯერ 10 ^ {14} = 1.988 \ ჯერ 10 ^ {- 19} \ ტექსტი {J}
