Vsebina
- 1. korak: Odpravite se glede pogostosti v smislu energije
- 2. korak: določite frekvenco
- 3. korak: Rešite za energijo
- Namig
Elektromagnetika obravnava medsebojno delovanje fotonov, ki sestavljajo svetlobne valove, in elektronov, delcev, s katerimi ti svetlobni valovi delujejo. Zlasti svetlobni valovi imajo določene univerzalne lastnosti, vključno s konstantno hitrostjo, in tudi oddajajo energijo, čeprav pogosto v zelo majhnem obsegu.
Temeljna enota energije v fiziki je Joule ali Newton-meter. Hitrost svetlobe v vakuumu je 3 × 108 m / sek in ta hitrost je rezultat katere koli frekvence svetlobnih valov v Hertzu (število svetlobnih valov ali ciklov na sekundo) in dolžine posameznih valov v metrih. Ta odnos se običajno izrazi kot:
c = ν × λ
Kjer je ν, grška črka nu, frekvenca in λ, grška črka lambda, predstavlja valovno dolžino.
Medtem je leta 1900 fizik Max Planck predlagal, da je energija svetlobnega vala neposredno na njegovo frekvenco:
E = h × ν
Tu je h, prikladno, znan kot Plancksova konstanta in ima vrednost 6.626 × 10-34 Joule-sec.
Skupaj ti podatki omogočajo izračun frekvence v Hertzu, če je ta podana v Joulesu, in obratno.
1. korak: Odpravite se glede pogostosti v smislu energije
Ker je c = ν × λ, ν = c / λ.
Toda E = h × ν, torej
E = h × (c / λ).
2. korak: določite frekvenco
Če dobite ν izrecno, nadaljujte na 3. korak. Če je dan λ, c določite s to vrednostjo, da določite ν.
Na primer, če je λ = 1 × 10-6 m (blizu spektra vidne svetlobe), ν = 3 × 108/ 1 × 10-6 m = 3 x 1014 Hz
3. korak: Rešite za energijo
Pomnožite ν Plancks konstanto, h, z ν, da dobite vrednost E.
V tem primeru je E = 6,626 × 10-34 Joule-sec × (3 × 1014 Hz) = 1.988 x 10-19 J.
Namig
Energija na majhnih lestvicah je pogosto izražena kot elektroni-volti ali eV, kjer je 1 J = 6.242 × 1018 eV. Za to težavo je torej E = (1.988 × 10-19 )(6.242 × 1018) = 1.241 eV.