O eletromagnético lida com a interação entre os fótons que constituem as ondas de luz e os elétrons, as partículas com as quais essas ondas de luz interagem. Especificamente, as ondas de luz têm certas propriedades universais, incluindo uma velocidade constante, e também emitem energia, embora muitas vezes em uma escala muito pequena.
A unidade fundamental de energia na física é o Joule, ou Newton-meter. A velocidade da luz em um vácuo é 3 × 108 m / s, e essa velocidade é um produto da frequência de qualquer onda de luz em Hertz (o número de ondas de luz, ou ciclos, por segundo) e o comprimento de suas ondas individuais em metros. Essa relação normalmente é expressa como:
c = \ nu \ times \ lambda
Onde ν, a letra grega nu, é a frequência e λ, a letra grega lambda, representa o comprimento de onda.
Enquanto isso, em 1900, o físico Max Planck propôs que a energia de uma onda de luz está diretamente em sua frequência:
E = h \ vezes \ nu
Aqui, h, apropriadamente, é conhecido como constante de Planck e tem um valor de 6,626 × 10-34 Joule-sec.
Tomadas em conjunto, essas informações permitem calcular a frequência em Hertz quando dada energia em Joules e vice-versa.
Etapa 1: Resolva a frequência em termos de energia
Porque:
c = \ nu \ times \ lambda \ text {,} \ nu = \ frac {c} {\ lambda}
Nós temos
E = h \ times \ frac {c} {\ lambda}
Etapa 2: Determine a frequência
Se você obtiver ν explicitamente, vá para a Etapa 3. Se for dado o λ, divida c por este valor para determinar ν.
Por exemplo, se λ = 1 × 10-6 m (próximo ao espectro de luz visível):
\ nu = \ frac {3 \ vezes 10 ^ 8} {1 \ vezes 10 ^ {- 6}} = 3 \ vezes 10 ^ {14} \ text {Hz}
Etapa 3: Resolva para obter energia
Multiplique ν a constante de Planck, h, por ν para obter o valor de E.
Neste exemplo:
E = 6,626 \ vezes 10 ^ {- 34} \ vezes 3 \ vezes 10 ^ {14} = 1,988 \ vezes 10 ^ {- 19} \ text {J}