Electromagnetica se ocupă de interacțiunea dintre fotoni care constituie unde de lumină și electroni, particulele cu care interacționează aceste unde de lumină. Mai exact, undele luminoase au anumite proprietăți universale, inclusiv o viteză constantă, și emit, de asemenea, energie, deși adesea la o scară foarte mică.
Unitatea fundamentală de energie din fizică este Joule sau Newton-metru. Viteza luminii într-un vaccum este de 3 × 108 m / sec, iar această viteză este un produs al frecvenței oricărei unde de lumină în Hz (numărul de unde de lumină sau cicluri pe secundă) și a lungimii undelor sale individuale în metri. Această relație este în mod normal exprimată ca:
c = \ nu \ times \ lambda
Unde ν, litera greacă nu, este frecvența și λ, litera greacă lambda, reprezintă lungimea de undă.
Între timp, în 1900, fizicianul Max Planck a propus că energia unei unde de lumină este direct la frecvența sa:
E = h \ times \ nu
Aici, h, potrivit, este cunoscută ca constanta lui Planck și are o valoare de 6,626 × 10-34 Joule-sec.
Luate împreună, aceste informații permit calcularea frecvenței în Hz când li se dă energie în Jouli și invers.
Pasul 1: rezolvați frecvența în termeni de energie
Pentru că:
c = \ nu \ times \ lambda \ text {,} \ nu = \ frac {c} {\ lambda}
primim
E = h \ times \ frac {c} {\ lambda}
Pasul 2: Determinați frecvența
Dacă primiți în mod explicit, treceți la pasul 3. Dacă i se dă λ, împarte c cu această valoare pentru a determina ν.
De exemplu, dacă λ = 1 × 10-6 m (aproape de spectrul luminii vizibile):
\ nu = \ frac {3 \ times 10 ^ 8} {1 \ times 10 ^ {- 6}} = 3 \ times 10 ^ {14} \ text {Hz}
Pasul 3: Rezolvați pentru energie
Înmulțiți constanta lui Planck, h, cu ν pentru a obține valoarea lui E.
În acest exemplu:
E = 6.626 \ times 10 ^ {- 34} \ times 3 \ times 10 ^ {14} = 1.988 \ times 10 ^ {- 19} \ text {J}