Sådan beregnes Hertz til Joules

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

Den grundlæggende enhed af energi i fysik er Joule eller Newton-meter. Lysets hastighed i en vaccum er 3 × 10 ^{8 m /sek, og denne hastighed er et produkt af enhver lysbølgefrekvens i Hertz (antallet af lysbølger eller cyklusser pr. Sekund) og længden af dens individuelle bølger i meter. Dette forhold udtrykkes normalt som:}

c \u003d ν × λ

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

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

E \u003d h × ν

Her, h, passende nok, er kendt som Plancks konstant og har en værdi på 6.626 × 10 ^{-34 Joule-sec.}

Sammenfattet giver denne information mulighed for at beregne frekvens i Hertz, når der gives energi i Joules og omvendt.
Trin 1: Løs for frekvens med hensyn til energi -

Fordi c \u003d ν × λ, ν \u003d c /λ.

Men E \u003d h × ν, så

E \u003d h × (c /λ).
Trin 2: Bestem frekvensen

Hvis du får eksplicit v, skal du gå videre til trin 3. Hvis du får λ, skal du dele c med denne værdi for at bestemme v.

For eksempel, hvis λ \u003d 1 × 10 ^{-6 m (tæt på det synlige lysspektrum), ν \u003d 3 × 10 8/1 × 10 -6 m \u003d 3 x 10 "14 Hz.<", 3, [[br> Trin 3: Løs for energi}

Multipliser v Plancks konstant, h, med ν for at få værdien af E.

I dette eksempel er E \u003d 6.626 × 10 ^{-34 Joule-sec × (3 × 10 14 Hz) \u003d 1.988 x 10 -19 J. Tip:}

Energi i små skalaer udtrykkes ofte som elektron-volt, eller eV, hvor 1 J \u003d 6.242 × 10 ^{18 eV. For dette problem er E \u003d (1.988 × 10 -19) (6.242 × 10 18) \u003d 1.241 eV.}