Sadržaj
- Korak 1: Riješite se za frekvenciju u smislu energije
- Korak 2: Odredite učestalost
- Korak 3: Riješite se za energiju
- Savjet
Elektromagnetika se bavi interakcijom fotona koji čine svjetlosne valove i elektrona, čestica s kojima ti svjetlosni valovi djeluju. Naime, svjetlosni valovi imaju određena univerzalna svojstva, uključujući konstantnu brzinu, a također emitiraju energiju, iako često u vrlo malom rasponu.
Temeljna jedinica energije u fizici je Joule, odnosno Newton-metar. Brzina svjetlosti u vakuumu je 3 × 108 m / sec, a ta je brzina proizvod bilo koje frekvencije svjetlosnih valova u Hertzu (broja svjetlosnih valova ili ciklusa u sekundi) i duljine pojedinih valova u metrima. Ta se veza obično izražava kao:
c = ν × λ
Gdje je ν, grčko slovo nu, frekvencija, a λ, grčko pismo lambda, predstavlja valnu duljinu.
U međuvremenu, 1900. godine, fizičar Max Planck predložio je da energija svjetlosnog vala bude izravno na njegovu frekvenciju:
E = h × ν
Ovdje je h, dolično, poznat kao Plancksova konstanta i ima vrijednost 6.626 × 10-34 Joule-sek.
Uzeto zajedno, ovi podaci omogućuju izračunavanje frekvencije u Hertzu kada im je dana energija u Joulesu i obratno.
Korak 1: Riješite se za frekvenciju u smislu energije
Jer c = ν × λ, ν = c / λ.
Ali E = h × ν, dakle
E = h × (c / λ).
Korak 2: Odredite učestalost
Ako dobijete ν eksplicitno, prijeđite na korak 3. Ako vam je dodijeljen λ, c podijelite s ovom vrijednošću da biste odredili ν.
Na primjer, ako je λ = 1 × 10-6 m (blizu spektra vidljive svjetlosti), ν = 3 × 108/ 1 × 10-6 m = 3 x 1014 Hz.
Korak 3: Riješite se za energiju
Pomnožite ν Plancksova konstanta, h, s ν da biste dobili vrijednost E.
U ovom primjeru, E = 6.626 × 10-34 Joule-sec × (3 × 1014 Hz) = 1.988 x 10-19 J.
Savjet
Energija na malim mjerilima često se izražava kao elektron-Volts ili eV, gdje je 1 J = 6.242 × 1018 eV. Za ovaj problem je tada E = (1.988 × 10-19 )(6.242 × 1018) = 1.241 eV.