Elektromagnetikk håndterer samspillet mellom fotonene som utgjør lysbølger og elektroner, partiklene som disse lysbølgene samhandler med. Spesielt har lysbølger visse universelle egenskaper, inkludert konstant hastighet, og avgir også energi, om enn ofte i veldig liten skala.
Den grunnleggende energienheten i fysikk er Joule eller Newton-meteren. Lysets hastighet i en vakuum er 3 × 108 m / sek, og denne hastigheten er et produkt av lysbølgefrekvensen i Hertz (antall lysbølger, eller sykluser, per sekund) og lengden på de individuelle bølgene i meter. Dette forholdet uttrykkes normalt som:
c = \ nu \ ganger \ lambda
Der ν, den greske bokstaven nu, er frekvens og λ, den greske bokstaven lambda, representerer bølgelengde.
I mellomtiden foreslo fysikeren Max Planck i 1900 at energien til en lysbølge er direkte til frekvensen:
E = h \ ganger \ nu
Her er h, passende nok, kjent som Plancks konstant og har en verdi på 6,626 × 10-34 Joule-sek.
Samlet sett tillater denne informasjonen å beregne frekvensen i Hertz når den får energi i Joule og omvendt.
Trinn 1: Løs for frekvens i energibetingelser
Fordi:
c = \ nu \ times \ lambda \ text {,} \ nu = \ frac {c} {\ lambda}
vi får
E = h \ times \ frac {c} {\ lambda}
Trinn 2: Bestem frekvensen
Hvis du får ν eksplisitt, fortsett til trinn 3. Hvis du får λ, dividerer du c med denne verdien for å bestemme ν.
For eksempel hvis λ = 1 × 10-6 m (nær det synlige lysspekteret):
\ nu = \ frac {3 \ ganger 10 ^ 8} {1 \ ganger 10 ^ {- 6}} = 3 \ ganger 10 ^ {14} \ tekst {Hz}
Trinn 3: Løs for energi
Multipliser ν Plancks konstant, h, med ν for å få verdien av E.
I dette eksemplet:
E = 6,626 \ ganger 10 ^ {- 34} \ ganger 3 \ ganger 10 ^ {14} = 1,988 \ ganger 10 ^ {- 19} \ tekst {J}