Zawartość
- Krok 1: Rozwiąż problem pod względem energii
- Krok 2: Określ częstotliwość
- Krok 3: Rozwiąż problem z energią
- Wskazówka
Elektromagnetyka zajmuje się wzajemnym oddziaływaniem między fotonami tworzącymi fale świetlne i elektronami, cząsteczkami, z którymi te fale świetlne oddziałują. W szczególności fale świetlne mają pewne uniwersalne właściwości, w tym stałą prędkość, a także emitują energię, choć często na bardzo małą skalę.
Podstawową jednostką energii w fizyce jest miernik Joula lub Newtona. Prędkość światła w próżni wynosi 3 × 108 m / s, a ta prędkość jest wypadkową dowolnej częstotliwości fal świetlnych w hercach (liczba fal świetlnych lub cykli na sekundę) i długości poszczególnych fal w metrach. Zależność ta jest zwykle wyrażana jako:
c = ν × λ
Gdzie ν, grecka litera nu, to częstotliwość, a λ, grecka litera lambda, reprezentuje długość fali.
Tymczasem w 1900 roku fizyk Max Planck zaproponował, że energia fali świetlnej jest bezpośrednio na jej częstotliwości:
E = h × ν
Tutaj, h, odpowiednio, jest znane jako stała Plancka i ma wartość 6,626 × 10-34 Joule-sec.
Podsumowując, informacje te pozwalają obliczyć częstotliwość w hercach, gdy podano energię w dżulach i odwrotnie.
Krok 1: Rozwiąż problem pod względem energii
Ponieważ c = ν × λ, ν = c / λ.
Ale E = h × ν, więc
E = h × (c / λ).
Krok 2: Określ częstotliwość
Jeśli otrzymasz wyraźnie ν, przejdź do kroku 3. Jeśli podano λ, podziel c przez tę wartość, aby określić ν.
Na przykład, jeśli λ = 1 × 10-6 m (blisko widma światła widzialnego), ν = 3 × 108/ 1 × 10-6 m = 3 x 1014 Hz
Krok 3: Rozwiąż problem z energią
Pomnóż v stałą Plancka, h, przez v, aby uzyskać wartość E.
W tym przykładzie E = 6,626 × 10-34 Dżul-sekunda × (3 × 1014 Hz) = 1,988 x 10-19 JOT.
Wskazówka
Energia w małych skalach jest często wyrażana w woltach elektronowych lub eV, gdzie 1 J = 6,242 × 1018 eV. W przypadku tego problemu E = (1.988 × 10-19 )(6.242 × 1018) = 1,241 eV.