Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Energi

Sådan beregnes Hertz til Joules

Elektromagnetik beskæftiger sig med samspillet mellem fotoner, der udgør lysbølger og elektroner, de partikler, som disse lysbølger interagerer med. Specielt har lysbølger visse universelle egenskaber, herunder konstant hastighed, og udsender også energi, om end ofte i meget lille skala.

Den grundlæggende energienhed i fysikken er Joule eller Newton-meter. Lysets hastighed i en vaccine er 3 × 10 8 m /sek, og denne hastighed er et produkt af en hvilken som helst lysbølgefrekvens i Hertz (antallet af lysbølger eller cykler pr. Sekund) og længden af ​​dens individuelle bølger i meter. Dette forhold udtrykkes normalt som:

c = ν × λ

Hvor ν, det græske bogstav nu er frekvens og λ, det græske brev lambda repræsenterer bølgelængde.

I mellemtiden foreslog fysikeren Max Planck i 1900 at energien fra en lysbølge er direkte til dens frekvens:

E = h × ν

Her er h, passende, kendt som Planck er konstant og har en værdi på 6,626 × 10 -34 Joule-sek.

Samlet set giver denne information mulighed for at beregne frekvens i Hertz, når der gives energi i Joules og omvendt.

Trin 1: Løs for frekvens i vilkår for energi

Fordi c = ν × λ, v = c /λ.

Men E = h × ν, så

E = h × (c /λ).

Trin 2: Bestem frekvensen

Hvis du får udtrykkeligt, skal du fortsætte til trin 3. Hvis du giver λ, dividerer c med denne værdi til bestemme ν.

Hvis λ = 1 × 10 -6 m (tæt på det synlige lysspektrum), v = 3 × 10 8/1 × 10 - 6 m = 3 x 10 14 Hz.

Trin 3: Løs for energi

Multiplicér ν Plancks konstant h ved v for at få værdien af ​​E.

I dette eksempel er E = 6,626 × 10 -34 Joule-sek × (3 × 10 14 Hz) = 1.988 x 10 -19 J.

Tip

Energi på små skalaer er ofte udtrykt som elektron-volt eller eV, hvor 1 J = 6,242 × 10 18 eV. Til dette problem er E = (1.988 × 10 -19) (6.242 × 10 18) = 1.241 eV.