แม่เหล็กไฟฟ้าเกี่ยวข้องกับการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างโฟตอนที่ประกอบเป็นคลื่นแสงและอิเล็กตรอน ซึ่งเป็นอนุภาคที่คลื่นแสงเหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง คลื่นแสงมีคุณสมบัติที่เป็นสากลบางอย่าง รวมถึงความเร็วคงที่ และยังปล่อยพลังงานออกมาด้วย แม้ว่าจะมีขนาดเล็กมากก็ตาม
หน่วยพื้นฐานของพลังงานในฟิสิกส์คือจูลหรือนิวตันเมตร ความเร็วแสงในสุญญากาศเท่ากับ 3 × 108 เมตร/วินาที และความเร็วนี้เป็นผลคูณของความถี่ของคลื่นแสงใดๆ ในหน่วยเฮิรตซ์ (จำนวนคลื่นแสงหรือรอบต่อวินาที) และความยาวของคลื่นแต่ละคลื่นในหน่วยเมตร โดยปกติความสัมพันธ์นี้จะแสดงเป็น:
c=\nu \times \lambda
โดยที่ ν อักษรกรีก nu คือความถี่ และ λ อักษรกรีก lambda แทนความยาวคลื่น
ในขณะเดียวกันในปี 1900 นักฟิสิกส์ Max Planck เสนอว่าพลังงานของคลื่นแสงนั้นตรงกับความถี่ของมันโดยตรง:
E=h\ครั้ง \nu
ที่นี่ h เหมาะสมเรียกว่าค่าคงที่พลังค์และมีค่า 6.626 × 10-34 Joule-sec.
เมื่อนำมารวมกัน ข้อมูลนี้จะช่วยในการคำนวณความถี่เป็นเฮิรตซ์เมื่อให้พลังงานเป็นจูลและในทางกลับกัน
ขั้นตอนที่ 1: แก้ความถี่ในแง่ของพลังงาน
เพราะ:
c=\nu \times \lambda\text{, }\nu=\frac{c}{\lambda}
เราได้รับ
E=h\times \frac{c}{\lambda}
ขั้นตอนที่ 2: กำหนดความถี่
หากคุณได้รับ ν อย่างชัดเจน ให้ไปยังขั้นตอนที่ 3 หากกำหนด λ ให้หาร c ด้วยค่านี้เพื่อกำหนด ν
ตัวอย่างเช่น ถ้า λ = 1 × 10-6 ม. (ใกล้กับสเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้):
\nu =\frac{3\times 10^8}{1\times 10^{-6}}=3\times 10^{14}\text{ Hz}
ขั้นตอนที่ 3: แก้ปัญหาเพื่อพลังงาน
คูณค่าคงที่ของ ν Planck, h, ด้วย ν เพื่อให้ได้ค่า E
ในตัวอย่างนี้:
E=6.626\times 10^{-34} \times 3\times 10^{14}=1.988\times 10^{-19}\text{ J}