コンテンツ
電磁気学は、光波と電子、これらの光波が相互作用する粒子を構成する光子間の相互作用を扱います。具体的には、光波は一定の速度を含む一定の普遍的な特性を持ち、エネルギーを放出します。
物理学におけるエネルギーの基本単位はジュールまたはニュートンメートルです。真空中の光の速度は3×10です8 m / sec。この速度は、ヘルツ単位の光波周波数(1秒あたりの光波の数、またはサイクル)とメートル単位の個々の波の長さの積です。通常、この関係は次のように表されます。
c =ν×λ
ここで、ν(ギリシャ文字nu)は周波数であり、λ(ギリシャ文字lambda)は波長を表します。
一方、1900年に物理学者のマックスプランクは、光波のエネルギーはその周波数に直接比例することを提案しました。
E = h×ν
ここで、hは適切にPlancks定数として知られており、6.626×10の値を持ちます。-34 ジュール秒
総合すると、この情報は、ジュールでエネルギーが与えられたとき、逆にヘルツで周波数を計算できます。
ステップ1:エネルギーの観点から周波数を解く
c =ν×λなので、ν= c /λ。
しかし、E = h×νなので、
E = h×(c /λ)。
ステップ2:頻度を決定する
νを明示的に取得する場合は、手順3に進みます。λを指定した場合、cをこの値で除算してνを決定します。
たとえば、λ= 1×10の場合-6 m(可視光スペクトルに近い)、ν= 3×108/ 1 × 10-6 m = 3 x 1014 Hz。
ステップ3:エネルギーを解決する
Eの値を取得するには、νPlancks定数hにνを乗算します。
この例では、E = 6.626×10-34 ジュール秒×(3×1014 Hz)= 1.988 x 10-19 J.
ヒント
小規模のエネルギーは、多くの場合、電子ボルト(eV)で表されます。1J = 6.242×1018 eV。この問題では、E =(1.988×10-19 )(6.242 × 1018)= 1.241 eV。