Sisältö
Sähkömagneettiikka käsittelee fotonien, jotka muodostavat valoaaltoja, ja elektronien, hiukkasten, joiden kanssa nämä valoaallot ovat vuorovaikutuksessa, vuorovaikutusta. Erityisesti valoaalloilla on tiettyjä yleisiä ominaisuuksia, mukaan lukien vakionopeus, ja ne myös emittoivat energiaa, tosin usein hyvin pienessä mittakaavassa.
Fysiikan perusenergian yksikkö on Joule tai Newton-metri. Valon nopeus rokotteessa on 3 × 108 m / s, ja tämä nopeus on minkä tahansa valoaaltojen taajuuden hertseinä (valon aaltojen tai syklien määrä sekunnissa) ja sen yksittäisten aaltojen pituus metreinä. Tämä suhde ilmaistaan yleensä:
c = ν × λ
Missä ν, kreikkalainen kirjain nu on taajuus ja λ, kreikkalainen kirjain lambda, edustaa aallonpituutta.
Samaan aikaan vuonna 1900 fyysikko Max Planck ehdotti, että valoaallon energia on suoraan sen taajuudelle:
E = h × ν
Tässä h, sopivasti, tunnetaan nimellä Plancks vakio ja sen arvo on 6,626 × 10-34 Joule-sek.
Yhdessä nämä tiedot mahdollistavat taajuuden laskemisen hertseinä, kun energiaa annetaan jouleina ja päinvastoin.
Vaihe 1: Ratkaise taajuus energian suhteen
Koska c = ν × λ, ν = c / λ.
Mutta E = h × ν, niin
E = h × (c / λ).
Vaihe 2: Määritä taajuus
Jos saat ν nimenomaisesti, siirry vaiheeseen 3. Jos sinulle annetaan λ, jaa c tällä arvolla ν: n määrittämiseksi.
Esimerkiksi, jos λ = 1 × 10-6 m (lähellä näkyvää valonspektriä), ν = 3 × 108/ 1 × 10-6 m = 3 x 1014 Hz.
Vaihe 3: Ratkaise energia
Kerro ν Plancksvakio, h, ν saadaksesi arvon E.
Tässä esimerkissä E = 6,626 x 10-34 Joule-sek × (3 × 1014 Hz) = 1,988 x 10-19 J.
Kärki
Pienten asteikkojen energia ilmaistaan usein elektronvolteina tai eV, missä 1 J = 6,242 x 1018 EV. Tätä ongelmaa varten E = (1,988 × 10-19 )(6.242 × 1018) = 1,241 eV.