Elektromagnetika sa zaoberá súhrou medzi fotónmi, ktoré tvoria svetelné vlny, a elektrónmi, časticami, s ktorými tieto svetelné vlny interagujú. Konkrétne majú svetelné vlny určité univerzálne vlastnosti vrátane konštantnej rýchlosti a tiež emitujú energiu, aj keď často vo veľmi malom rozsahu.
Základnou jednotkou energie vo fyzike je Joule alebo Newtonov meter. Rýchlosť svetla vo vákuu je 3 × 108 m / s a táto rýchlosť je súčinom akejkoľvek frekvencie svetelných vĺn v Hertzoch (počet svetelných vĺn alebo cyklov za sekundu) a dĺžky jej jednotlivých vĺn v metroch. Tento vzťah sa zvyčajne vyjadruje ako:
c = \ nu \ times \ lambda
Kde ν, grécke písmeno nu, je frekvencia a λ, grécke písmeno lambda, predstavuje vlnovú dĺžku.
Medzitým, v roku 1900, fyzik Max Planck navrhol, že energia svetelnej vlny je priamo na jej frekvencii:
E = h \ krát \ nu
Tu je h, vhodne známe, ako Planckova konštanta a má hodnotu 6,626 × 10-34 Joule-sek.
Dohromady tieto informácie umožňujú výpočet frekvencie v Hertzoch, keď sa energia dáva v Jouloch a naopak.
Krok 1: Vyriešte frekvenciu z hľadiska energie
Pretože:
c = \ nu \ times \ lambda \ text {,} \ nu = \ frac {c} {\ lambda}
dostaneme
E = h \ times \ frac {c} {\ lambda}
Krok 2: Určite frekvenciu
Ak dostanete výslovne ν, prejdite na krok 3. Ak je dané λ, vydelte c touto hodnotou, aby ste určili ν.
Napríklad ak λ = 1 × 10-6 m (blízke spektru viditeľného svetla):
\ nu = \ frac {3 \ krát 10 ^ 8} {1 \ krát 10 ^ {- 6}} = 3 \ krát 10 ^ {14} \ text {Hz}
Krok 3: Riešenie pre energiu
Vynásobte ν Planckovu konštantu, h, ν, aby ste dostali hodnotu E.
V tomto príklade:
E = 6,626 \ krát 10 ^ {- 34} \ krát 3 \ krát 10 ^ {14} = 1,988 \ krát 10 ^ {- 19} \ text {J}