Indhold
Elektromagnetik beskæftiger sig med samspillet mellem de fotoner, der udgør lysbølger og elektroner, de partikler, som disse lysbølger interagerer med. Specifikt har lysbølger visse universelle egenskaber, herunder en konstant hastighed, og udsender også energi, omend ofte i meget lille skala.
Den grundlæggende energienhed i fysik er Joule eller Newton-meteren. Lysets hastighed i en vaccum er 3 × 108 m / sek., og denne hastighed er et produkt af enhver lysbølgefrekvens i Hertz (antallet af lysbølger eller cyklusser pr. sekund) og længden af dets individuelle bølger i meter. Dette forhold udtrykkes normalt som:
c = v × λ
Hvor ν, det græske bogstav nu, er frekvens, og λ, det græske bogstav lambda, repræsenterer bølgelængde.
I mellemtiden foreslog fysikeren Max Planck i 1900, at energien i en lysbølge er direkte til dens frekvens:
E = h × v
Her er h passende sagt kendt som Plancks konstant og har en værdi på 6.626 × 10-34 Joule-sec.
Samlet giver denne information mulighed for at beregne frekvens i Hertz, når der gives energi i Joules og omvendt.
Trin 1: Løs for frekvens med hensyn til energi
Fordi c = v × λ, v = c / λ.
Men E = h × v, så
E = h × (c / X).
Trin 2: Bestem frekvensen
Hvis du får eksplicit v, skal du gå videre til trin 3. Hvis du får λ, skal du dele c med denne værdi for at bestemme v.
For eksempel, hvis λ = 1 × 10-6 m (tæt på det synlige lysspektrum), v = 3 × 108/ 1 × 10-6 m = 3 x 1014 Hz.
Trin 3: Løs for energi
Multipliser v Planker konstant, h, med v for at få værdien af E.
I dette eksempel er E = 6,626 × 10-34 Joule-sec × (3 × 1014 Hz) = 1,988 x 10-19 J.
Tip
Energi i små skalaer udtrykkes ofte som elektron-volt, eller eV, hvor 1 J = 6.242 × 1018 eV. For dette problem er E = (1.988 × 10.)-19 )(6.242 × 1018) = 1.241 eV.