Зміст
- Крок 1: Вирішіть частоту з точки зору енергії
- Крок 2: Визначення частоти
- Крок 3: Вирішіть енергію
- Порада
Електромагніта має справу з взаємозв'язком між фотонами, що утворюють 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 і часто в дуже малому масштабі.
Фундаментальною одиницею енергії у фізиці є Джоуль, або Ньютон-метр. Швидкість світла у вакуумі становить 3 × 108 м / с, і ця швидкість є добутком будь-якої частоти світлових хвиль у Герцах (кількість світлових хвиль або циклів, в секунду) та довжини окремих її хвиль у метрах. Цей зв'язок зазвичай виражається як:
c = ν × λ
Де ν, грецька літера nu, є частотою, а λ, грецька літера лямбда - довжиною хвилі.
Тим часом, у 1900 році фізик Макс Планк запропонував, щоб енергія світлової хвилі була безпосередньо до її частоти:
E = h × ν
Тут h, відповідно, відомий як константа Планка і має значення 6,626 × 10-34 Джоул-сек.
У сукупності ця інформація дозволяє обчислювати частоту в герцах при енергії в джоулях і навпаки.
Крок 1: Вирішіть частоту з точки зору енергії
Тому що c = ν × λ, ν = c / λ.
Але E = h × ν, значить
E = h × (c / λ).
Крок 2: Визначення частоти
Якщо ви отримаєте ν явно, перейдіть до кроку 3. Якщо задано λ, розділіть c на це значення, щоб визначити ν.
Наприклад, якщо λ = 1 × 10-6 м (близький до спектра видимого світла), ν = 3 × 108/ 1 × 10-6 m = 3 x 1014 Гц.
Крок 3: Вирішіть енергію
Помножте ν Планку на постійну, h, на ν, щоб отримати значення E.
У цьому прикладі E = 6,626 × 10-34 Джоуль-сек × (3 × 1014 Гц) = 1,988 х 10-19 Дж.
Порада
Енергія на малих масштабах часто виражається як електрон-Вольт, або еВ, де 1 Дж = 6.242 × 1018 eV. Для цієї проблеми тоді E = (1.988 × 10)-19 )(6.242 × 1018) = 1,224 еВ.