Elektromagnetika se ukvarja z medsebojnim delovanjem fotonov, ki tvorijo svetlobne valove, in elektronov, delcev, s katerimi ti svetlobni valovi medsebojno delujejo. Natančneje, svetlobni valovi imajo nekatere univerzalne lastnosti, vključno s stalno hitrostjo, in tudi oddajajo energijo, čeprav pogosto v zelo majhnem obsegu.
Temeljna enota energije v fiziki je Joule ali Newton-meter. Hitrost svetlobe v vakuumu je 3 × 108 m / s, ta hitrost pa je zmnožek frekvence katerega koli svetlobnega vala v hercih (števila svetlobnih valov ali ciklov na sekundo) in dolžine posameznih valov v metrih. To razmerje je običajno izraženo kot:
c = \ nu \ krat \ lambda
Kjer je ν, grška črka nu, frekvenca in λ, grška črka lambda, predstavlja valovno dolžino.
Medtem je leta 1900 fizik Max Planck predlagal, da je energija svetlobnega vala neposredno njegova frekvenca:
E = h \ krat \ nu
Tu je h, primerno, znan kot Planckova konstanta in ima vrednost 6,626 × 10-34 Joule-sec.
Te informacije skupaj lahko izračunajo frekvenco v Hertzih, kadar imajo energijo v Joulih in obratno.
1. korak: Rešite frekvenco v smislu energije
Ker:
c = \ nu \ krat \ lambda \ besedilo {,} \ nu = \ frac {c} {\ lambda}
dobimo
E = h \ krat \ frac {c} {\ lambda}
2. korak: Določite frekvenco
Če izrecno dobite ν, pojdite na 3. korak. Če je dan λ, delite c s to vrednostjo, da določite ν.
Na primer, če je λ = 1 × 10-6 m (blizu spektra vidne svetlobe):
\ nu = \ frac {3 \ krat 10 ^ 8} {1 \ krat 10 ^ {- 6}} = 3 \ krat 10 ^ {14} \ besedilo {Hz}
3. korak: Rešite za energijo
Pomnožite ν Planckovo konstanto, h, z ν, da dobite vrednost E.
V tem primeru:
E = 6,626 \ krat 10 ^ {- 34} \ krat 3 \ krat 10 ^ {14} = 1,988 \ krat 10 ^ {- 19} \ besedilo {J}
