תוֹכֶן
אלקטרומגנטיקה עוסקת במשחק הגומלין בין הפוטונים המהווים גלי אור לבין אלקטרונים, החלקיקים איתם אינטראקציה בין גלי האור הללו. באופן ספציפי, לגלי אור יש תכונות אוניברסאליות מסוימות, כולל מהירות קבועה, וגם פולטות אנרגיה, אם כי לעתים קרובות בסולם קטן מאוד.
היחידה הבסיסית של האנרגיה בפיזיקה היא ג'ולה, או מטר הניוטון. מהירות האור בחיסון היא 3 × 108 m / sec, ומהירות זו היא תוצר של כל תדר גלי אור בהרץ (מספר גלי האור, או המחזורים, בשנייה) ואורך הגלים האישיים שלו במטר. קשר זה בא לידי ביטוי בדרך כלל:
c = ν × λ
כאשר ν, האות היוונית נו, היא תדר ו- λ, האות היוונית lambda, מייצגת אורך גל.
בינתיים, בשנת 1900, הציע הפיזיקאי מקס פלאנק כי האנרגיה של גל אור היא ישירות לתדרו:
E = h × v
כאן, כביכול, מכונה פלאנקס קבוע ובעל ערך של 6.626 × 10-34 ז'ול-ש '.
ביחד, מידע זה מאפשר לחשב את התדירות בהרץ כאשר ניתנת אנרגיה בג'ול ולהיפך.
שלב 1: פתר לתדר מבחינת אנרגיה
כי c = ν × λ, ν = c / λ.
אבל E = h × v, כך
E = h × (c / λ).
שלב 2: קבע את התדר
אם אתה מקבל את V בפירוש, המשך לשלב 3. אם קיבלת את λ, חלק את c בערך זה כדי לקבוע את ν.
לדוגמה, אם λ = 1 × 10-6 m (קרוב לספקטרום האור הנראה), v = 3 × 108/ 1 × 10-6 m = 3 x 1014 הרץ.
שלב 3: לפתור לאנרגיה
הכפל ν פלאנקס קבוע, h, על ידי ν כדי לקבל את הערך של E.
בדוגמה זו, E = 6.626 × 10-34 ג'ול-ש '× (3 × 1014 הרץ) = 1.988 x 10-19 י.
טיפ
אנרגיה בקנה מידה קטן מתבטאת לרוב כאלקטרון וולט, או eV, כאשר 1 J = 6.242 × 1018 eV. לבעיה זו, אם כן, E = (1.988 × 10-19 )(6.242 × 1018) = 1.241 eV.