Contenu
- Étape 1: Résoudre les problèmes de fréquence en termes d'énergie
- Étape 2: Déterminer la fréquence
- Étape 3: Résoudre pour l'énergie
- Pointe
L'électromagnétique traite de l'interaction entre les photons qui constituent les ondes lumineuses et les électrons, les particules avec lesquelles ces ondes lumineuses interagissent. Spécifiquement, les ondes lumineuses ont certaines propriétés universelles, y compris une vitesse constante, et émettent également de l'énergie, bien que souvent à très petite échelle.
L'unité fondamentale de l'énergie en physique est le Joule, ou Newton-mètre. La vitesse de la lumière dans un aspirateur est de 3 × 108 m / sec. Cette vitesse est le produit de la fréquence des ondes lumineuses exprimée en hertz (nombre d'ondes lumineuses ou cycles par seconde) et de la longueur de ses ondes individuelles en mètres. Cette relation est normalement exprimée par:
c = ν × λ
Où ν, la lettre grecque nu, est la fréquence et λ, la lettre grecque lambda, représente la longueur d'onde.
Pendant ce temps, en 1900, le physicien Max Planck proposa que l’énergie d’une onde lumineuse soit directement à sa fréquence:
E = h × ν
Ici, h, à juste titre, est connue sous le nom de constante de Plancks et a une valeur de 6,626 × 10-34 Joule-sec.
Prises ensemble, ces informations permettent de calculer la fréquence en hertz lorsque l’énergie est exprimée en joules et inversement.
Étape 1: Résoudre les problèmes de fréquence en termes d'énergie
Parce que c = ν × λ, ν = c / λ.
Mais E = h × ν, donc
E = h × (c / λ).
Étape 2: Déterminer la fréquence
Si vous obtenez explicitement ν, passez à l'étape 3. Si vous spécifiez λ, divisez c par cette valeur pour déterminer ν.
Par exemple, si λ = 1 × 10-6 m (proche du spectre de la lumière visible), ν = 3 × 108/ 1 × 10-6 m = 3 x 1014 Hz.
Étape 3: Résoudre pour l'énergie
Multipliez ν Plancks constant, h, par ν pour obtenir la valeur de E.
Dans cet exemple, E = 6.626 × 10-34 Joule-sec × (3 × 1014 Hz) = 1,988 x 10-19 J.
Pointe
L’énergie à petite échelle est souvent exprimée en électron-volts, ou eV, où 1 J = 6,242 × 1018 eV. Pour ce problème, alors, E = (1.988 × 10-19 )(6.242 × 1018) = 1,241 eV.