Електромагнетика має справу з взаємодією між фотонами, що становлять світлові хвилі, та електронами, частинками, з якими ці світлові хвилі взаємодіють. Зокрема, світлові хвилі мають певні універсальні властивості, включаючи постійну швидкість, а також випромінюють енергію, хоча часто і в дуже малих масштабах.
Основною одиницею енергії у фізиці є Джоуль, або Ньютон-метр. Швидкість світла у вакуумі становить 3 × 108 м / с, і ця швидкість є добутком частоти будь-якої світлової хвилі в герцах (кількості світлових хвиль або циклів в секунду) та довжини окремих хвиль у метрах. Ці відносини зазвичай виражаються як:
c = \ nu \ times \ lambda
Де ν, грецька буква nu, - це частота, а λ, грецька буква лямбда, являє собою довжину хвилі.
Тим часом у 1900 році фізик Макс Планк припустив, що енергія світлової хвилі знаходиться безпосередньо до її частоти:
E = h \ times \ nu
Тут h, як годиться, відомий як константа Планка і має значення 6,626 × 10-34 Джоуль-сек.
У сукупності ця інформація дозволяє розрахувати частоту в герцах, коли енергія дається в Джоулях, і навпаки.
Крок 1: Визначте частоту з точки зору енергії
Тому що:
c = \ nu \ times \ lambda \ text {,} \ nu = \ frac {c} {\ lambda}
ми отримуємо
E = h \ times \ frac {c} {\ lambda}
Крок 2: Визначте частоту
Якщо ви отримаєте ν явно, перейдіть до кроку 3. Якщо дано λ, розділіть c на це значення, щоб визначити ν.
Наприклад, якщо λ = 1 × 10-6 м (близько до спектра видимого світла):
\ nu = \ frac {3 \ разів 10 ^ 8} {1 \ разів 10 ^ {- 6}} = 3 \ разів 10 ^ {14} \ текст {Гц}
Крок 3: Вирішіть для енергії
Помножте ν константу Планка, h, на ν, щоб отримати значення E.
У цьому прикладі:
E = 6,626 \ разів 10 ^ {- 34} \ разів 3 \ разів 10 ^ {14} = 1,988 \ разів 10 ^ {- 19} \ text {J}