วิธีการคำนวณเฮิรตซ์ถึงจูล

เนื้อหา

• ขั้นตอนที่ 1: แก้ไขความถี่ในแง่ของพลังงาน
• ขั้นตอนที่ 2: กำหนดความถี่
• ขั้นตอนที่ 3: แก้ปัญหาเรื่องพลังงาน
• ปลาย

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเกี่ยวข้องกับการทำงานร่วมกันระหว่างโฟตอนที่เป็นคลื่นแสงและอิเล็กตรอนอนุภาคที่คลื่นแสงเหล่านี้โต้ตอบ โดยเฉพาะคลื่นแสงมีคุณสมบัติสากลบางอย่างรวมถึงความเร็วคงที่และปล่อยพลังงานแม้ว่ามักจะมีขนาดเล็กมาก

หน่วยพื้นฐานของพลังงานในฟิสิกส์คือจูลหรือนิวตันเมตร ความเร็วของแสงใน vaccum คือ 3 × 10⁸ เมตร / วินาทีและความเร็วนี้เป็นผลคูณของความถี่คลื่นแสงในเฮิรทซ์ (จำนวนคลื่นแสงหรือรอบต่อวินาที) และความยาวของคลื่นแต่ละคลื่นเป็นเมตร โดยปกติแล้วความสัมพันธ์นี้จะแสดงเป็น:

c = ν×λ

โดยที่νตัวอักษรกรีก nu คือความถี่และλตัวอักษรกรีกแลมบ์ดาแสดงถึงความยาวคลื่น

ในขณะเดียวกันในปี 1900 Max Planck นักฟิสิกส์เสนอว่าพลังงานของคลื่นแสงนั้นตรงกับความถี่:

E = h ×ν

ที่นี่ h, กระเสียนเป็นที่รู้จักกันเป็นค่าคงที่พลังค์และมีค่า 6.626 × 10^-34 จูลวินาที

นำมารวมกันข้อมูลนี้ช่วยให้การคำนวณความถี่ในเฮิรตซ์เมื่อได้รับพลังงานในจูลและตรงกันข้าม

ขั้นตอนที่ 1: แก้ไขความถี่ในแง่ของพลังงาน

เนื่องจาก c = ν×λ, ν = c / λ

แต่ E = h ×νดังนั้น

E = h × (c / λ)

ขั้นตอนที่ 2: กำหนดความถี่

หากคุณได้รับνอย่างชัดเจนไปที่ขั้นตอนที่ 3 หากกำหนดλให้หาร c ด้วยค่านี้เพื่อกำหนดν

ตัวอย่างเช่นถ้าλ = 1 × 10^-6 m (ใกล้กับสเปกตรัมแสงที่มองเห็น), ν = 3 × 10⁸/ 1 × 10^-6 m = 3 x 10¹⁴ เฮิร์ตซ์

ขั้นตอนที่ 3: แก้ปัญหาเรื่องพลังงาน

ทวีคูณνค่าคงที่พลังค์, h, โดย by เพื่อรับค่าของ E

ในตัวอย่างนี้ E = 6.626 × 10^-34 จูลวินาที (3 × 10)¹⁴ Hz) = 1.988 x 10^-19 เจ

ปลาย

พลังงานในเครื่องชั่งขนาดเล็กมักแสดงเป็นอิเล็กตรอน - โวลต์หรือ eV โดยที่ 1 J = 6.242 × 10¹⁸ eV สำหรับปัญหานี้ดังนั้น E = (1.988 × 10^-19 )(6.242 × 10¹⁸) = 1.241 eV