Πώς να υπολογίσετε το Hertz σε Joules

Περιεχόμενο

• Βήμα 1: Επίλυση της συχνότητας από πλευράς ενέργειας
• Βήμα 2: Προσδιορίστε τη συχνότητα
• Βήμα 3: Επίλυση για ενέργεια
• Υπόδειξη

Η ηλεκτρομαγνητική ασχολείται με την αλληλεπίδραση μεταξύ των φωτονίων που συνθέτουν φωτεινά κύματα και ηλεκτρόνια, τα σωματίδια με τα οποία αυτά τα φωτεινά κύματα αλληλεπιδρούν. Συγκεκριμένα, τα φωτεινά κύματα έχουν ορισμένες καθολικές ιδιότητες, συμπεριλαμβανομένης μιας σταθερής ταχύτητας, και επίσης εκπέμπουν ενέργεια, αν και συχνά σε πολύ μικρή κλίμακα.

Η θεμελιώδης μονάδα ενέργειας στην φυσική είναι το Joule ή το Newton-meter. Η ταχύτητα του φωτός σε ένα κενό είναι 3 × 10⁸ m / sec και αυτή η ταχύτητα είναι προϊόν οποιασδήποτε συχνότητας φωτεινών κυμάτων στο Hertz (ο αριθμός των κυμάτων φωτός ή κύκλων ανά δευτερόλεπτο) και το μήκος των μεμονωμένων κυμάτων σε μέτρα. Αυτή η σχέση συνήθως εκφράζεται ως:

c = ν × λ

Όπου ν, το ελληνικό γράμμα nu, είναι συχνότητα και λ, το ελληνικό γράμμα λάμδα, αντιπροσωπεύει το μήκος κύματος.

Εν τω μεταξύ, το 1900, ο φυσικός Max Planck πρότεινε ότι η ενέργεια ενός φωτός κύματος είναι άμεσα στη συχνότητα:

E = h × ν

Εδώ, h, κατάλληλα, είναι γνωστή ως σταθερά Plancks και έχει τιμή 6.626 × 10^-34 Joule-sec.

Λαμβανόμενα μαζί, αυτές οι πληροφορίες επιτρέπουν τον υπολογισμό της συχνότητας στο Hertz όταν δίνεται ενέργεια σε Joules και αντιστρόφως.

Βήμα 1: Επίλυση της συχνότητας από πλευράς ενέργειας

Επειδή c = ν × λ, ν = c / λ.

Αλλά E = h × ν, έτσι

E = hx (c / λ).

Βήμα 2: Προσδιορίστε τη συχνότητα

Εάν παίρνετε v explicitly, προχωρήστε στο Βήμα 3. Αν δοθεί το λ, διαιρέστε c από αυτή την τιμή για να προσδιορίσετε το ν.

Για παράδειγμα, αν λ = 1 × 10^-6 m (κοντά στο φάσμα του ορατού φωτός), ν = 3 × 10⁸/ 1 × 10^-6 m = 3 χ 10¹⁴ Hz.

Βήμα 3: Επίλυση για ενέργεια

Πολλαπλασιάστε v Plancks σταθερή, h, από ν για να πάρει την τιμή του Ε.

Σε αυτό το παράδειγμα, E = 6.626 × 10^-34 Joule-sec × (3 × 10¹⁴ Hz) = 1.988 χ 10^-19 J.

Υπόδειξη

Η ενέργεια σε μικρές κλίμακες εκφράζεται συχνά ως ηλεκτρόνια-Volts ή eV, όπου 1 J = 6.242 × 10¹⁸ eV. Για αυτό το πρόβλημα, τότε, E = (1.988 × 10^-19 )(6.242 × 10¹⁸) = 1,241 eV.