Innhold
Elektromagnetikk omhandler samspillet mellom fotonene som utgjør lysbølger og elektroner, partiklene disse lysbølgene interagerer med. Spesielt har lysbølger visse universelle egenskaper, inkludert konstant hastighet, og avgir også energi, om enn ofte i veldig liten skala.
Den grunnleggende energienheten i fysikk er Joule, eller Newton-meteren. Lysets hastighet i en vaksine er 3 × 108 m / sek, og denne hastigheten er et produkt av en hvilken som helst lysbølgefrekvens i Hertz (antall lysbølger, eller sykluser, per sekund) og lengden på de individuelle bølgene i meter. Dette forholdet uttrykkes normalt som:
c = ν × λ
Hvor ν, den greske bokstaven nu, er frekvens og λ, den greske bokstaven lambda, representerer bølgelengde.
I mellomtiden, i 1900, foreslo fysikeren Max Planck at energien til en lysbølge er direkte til dens frekvens:
E = h × ν
Her er h, passende nok, kjent som Plancks konstant og har en verdi på 6.626 × 10-34 Joule-sek.
Sammensatt muliggjør denne informasjonen beregning av frekvens i Hertz når det gis energi i Joules og omvendt.
Trinn 1: Løs for frekvens med tanke på energi
Fordi c = ν × λ, ν = c / λ.
Men E = h × ν, altså
E = h × (c / λ).
Trinn 2: Bestem frekvensen
Hvis du får eks eksplisitt, gå videre til trinn 3. Hvis du får λ, del c med denne verdien for å bestemme ν.
For eksempel hvis λ = 1 × 10-6 m (nær det synlige lysspekteret), v = 3 × 108/ 1 × 10-6 m = 3 x 1014 Hz.
Trinn 3: Løs for energi
Multipliser v Planker konstant, h, med v for å få verdien av E.
I dette eksemplet er E = 6,626 × 10-34 Joule-sec × (3 × 1014 Hz) = 1,988 x 10-19 J.
Tips
Energi på små skalaer blir ofte uttrykt som elektron-volt, eller eV, hvor 1 J = 6,242 × 1018 eV. For dette problemet er E = (1.988 × 10-19 )(6.242 × 1018) = 1.241 eV.