Elektromagnētika attiecas uz mijiedarbību starp fotoniem, kas veido gaismas viļņus, un elektroniem, daļiņām, ar kurām šie gaismas viļņi mijiedarbojas. Gaismas viļņiem ir noteiktas universālas īpašības, ieskaitot nemainīgu ātrumu, un tie arī izstaro enerģiju, kaut arī bieži vien ļoti mazā mērogā.
Enerģijas pamatvienība fizikā ir Džoula jeb ņūtonmetrs. Gaismas ātrums vakcīnā ir 3 × 108 m / s, un šis ātrums ir jebkura gaismas viļņa frekvences frekvencē reizinājums (gaismas viļņu vai ciklu skaits sekundē) un tā atsevišķo viļņu garums metros. Šīs attiecības parasti izsaka šādi:
c = \ nu \ reizes \ lambda
Kur ν, grieķu burts nu, ir frekvence, un λ, grieķu burts lambda, apzīmē viļņa garumu.
Tikmēr 1900. gadā fiziķis Makss Planks ierosināja, ka gaismas viļņa enerģija ir tieši tā frekvence:
E = h \ reizes \ nu
Šeit h, kas ir piemērots, ir pazīstams kā Plankas konstante, un tā vērtība ir 6,626 × 10-34 Džoulsek.
Kopā šī informācija ļauj aprēķināt frekvenci hercos, ja enerģija tiek dota džoulos un otrādi.
1. solis: Atrodiet frekvenci enerģijas izteiksmē
Tāpēc, ka:
c = \ nu \ times \ lambda \ text {,} \ nu = \ frac {c} {\ lambda}
mēs saņemam
E = h \ reizes \ frac {c} {\ lambda}
2. solis: nosakiet biežumu
Ja jums skaidri izteikts v, pārejiet uz 3. darbību. Ja dots λ, daliet c ar šo vērtību, lai noteiktu ν.
Piemēram, ja λ = 1 × 10-6 m (tuvu redzamās gaismas spektram):
\ nu = \ frac {3 \ reizes 10 ^ 8} {1 \ reizes 10 ^ {- 6}} = 3 \ reizes 10 ^ {14} \ teksts {Hz}
3. solis: Atrisiniet enerģiju
Reiziniet ν Plankas konstanti, h, ar ν, lai iegūtu E vērtību.
Šajā piemērā:
E = 6,626 \ reizes 10 ^ {- 34} \ reizes 3 \ reizes 10 ^ {14} = 1,988 \ reizes 10 ^ {- 19} \ teksts {J}