Obsah
- Krok 1: Vyriešte frekvenciu z hľadiska energie
- Krok 2: Stanovte frekvenciu
- Krok 3: Riešenie pre energiu
- Tip
Elektromagnetika sa zaoberá súhrnom medzi fotónmi, ktoré tvoria svetelné vlny a elektrónmi, časticami, s ktorými tieto svetelné vlny interagujú. Konkrétne svetelné vlny majú určité univerzálne vlastnosti vrátane konštantnej rýchlosti a tiež emitujú energiu, aj keď často vo veľmi malom merítku.
Základnou jednotkou energie vo fyzike je Joule alebo Newton-meter. Rýchlosť svetla vo vakcíne je 3 × 108 m / s, a táto rýchlosť je súčinom akejkoľvek frekvencie svetelných vĺn v Hertz (počet svetelných vĺn alebo cyklov za sekundu) a dĺžky jej jednotlivých vĺn v metroch. Tento vzťah sa zvyčajne vyjadruje ako:
c = ν × λ
Ak ν, grécke písmeno nu, je frekvencia a λ, grécke písmeno lambda, predstavuje vlnovú dĺžku.
Medzitým v roku 1900 fyzik Max Planck navrhol, aby energia svetelnej vlny bola priamo na jej frekvencii:
E = h × v
H je tu vhodne známy ako Plancksova konštanta a má hodnotu 6,626 × 10-34 Joule-sec.
Tieto informácie spolu umožňujú vypočítať frekvenciu v Hertzoch, keď sa im poskytne energia v Jouloch a naopak.
Krok 1: Vyriešte frekvenciu z hľadiska energie
Pretože c = ν × λ, ν = c / λ.
Ale E = h × ν, tak
E = hx (c / λ).
Krok 2: Stanovte frekvenciu
Ak dostanete ν explicitne, prejdite na krok 3. Ak je daná λ, delte c touto hodnotou, aby ste určili ν.
Napríklad, ak λ = 1 × 10-6 m (v blízkosti spektra viditeľného svetla), ν = 3 × 108/ 1 × 10-6 m = 3 x 1014 Hz.
Krok 3: Riešenie pre energiu
Vynásobte ν Plancks konštantné, h, ν, aby ste dostali hodnotu E.
V tomto príklade E = 6,626 × 10-34 Joule-sek × (3 × 1014 Hz) = 1,988 x 10-19 J.
Tip
Energia v malom merítku sa často vyjadruje ako elektron-volty alebo eV, kde 1 J = 6,242 × 1018 eV. Pre tento problém potom E = (1,988 × 10)-19 )(6.242 × 1018) = 1,241 eV.