المحتوى
تتعامل الكهرومغناطيسية مع التفاعل بين الفوتونات التي تشكل موجات ضوئية وإلكترونات ، الجزيئات التي تتفاعل معها هذه الموجات الضوئية. على وجه التحديد ، تتمتع الموجات الضوئية بخصائص عالمية معينة ، بما في ذلك السرعة الثابتة ، كما تنبعث منها الطاقة ، وإن كان ذلك في كثير من الأحيان على نطاق صغير جدًا.
الوحدة الأساسية للطاقة في الفيزياء هي Joule ، أو نيوتن متر. سرعة الضوء في اللقاح 3 × 108 م / ثانية ، وهذه السرعة هي نتاج أي تردد لموجات الضوء في هيرتز (عدد الأمواج الضوئية ، أو الدورات ، في الثانية الواحدة) وطول موجاتها الفردية بالأمتار. يتم التعبير عن هذه العلاقة عادةً على النحو التالي:
ج = ν × λ
حيث ν ، الحرف اليوناني nu ، هو التردد و λ ، الحرف اليوناني lambda ، يمثل الطول الموجي.
في نفس الوقت ، اقترح الفيزيائي ماكس بلانك في عام 1900 أن طاقة الموجة الضوئية ترجع مباشرة إلى ترددها:
E = ح × ν
هنا ، h ، من المناسب ، يُعرف باسم Plancks ثابت وله قيمة 6.626 × 10-34 جول ثانية.
مجتمعة ، تتيح هذه المعلومات لحساب التردد في هرتز عندما يتم توفير الطاقة في جول وعلى العكس.
الخطوة 1: حل للتردد في شروط الطاقة
لأن c = ν × λ ، ν = c / λ.
لكن E = h × ν ، هكذا
E = ح × (ج / λ).
الخطوة 2: تحديد التردد
إذا حصلت على ν بشكل صريح ، فانتقل إلى الخطوة 3. إذا أعطيت λ ، قسّم c على هذه القيمة لتحديد ν.
على سبيل المثال ، إذا كانت λ = 1 × 10-6 م (بالقرب من طيف الضوء المرئي) ، ν = 3 × 108/ 1 × 10-6 م = 3 × 1014 هرتز.
الخطوة 3: حل للطاقة
اضرب ν Plancks ثابت ، ح ، ب ν للحصول على قيمة E.
في هذا المثال ، E = 6.626 × 10-34 جول جول × (3 × 10)14 هرتز) = 1.988 × 10-19 J.
تلميح
غالبًا ما يتم التعبير عن الطاقة على نطاقات صغيرة على أنها فولت إلكتروني أو فولت ، حيث 1 ي = 6.242 × 1018 إلكترون فولت. لهذه المشكلة ، إذن ، E = (1.988 × 10)-19 )(6.242 × 1018) = 1.241 فولت.