Elektromagnetica houdt zich bezig met het samenspel tussen de fotonen die lichtgolven en elektronen vormen, de deeltjes waarmee deze lichtgolven in wisselwerking staan. In het bijzonder hebben lichtgolven bepaalde universele eigenschappen, waaronder een constante snelheid, en zenden ze ook energie uit, hoewel vaak op een zeer kleine schaal.

De fundamentele eenheid van energie in de natuurkunde is de Joule- of Newton-meter. De snelheid van het licht in een vacuüm is 3 × 10 ^{8 m /sec, en deze snelheid is een product van de frequentie van elke lichtgolf in Hertz (het aantal lichtgolven, of cycli, per seconde) en de lengte van de individuele golven in meters. Deze relatie wordt normaal uitgedrukt als:}

c = ν × λ

Waar ν, de Griekse letter nu, is frequency en λ, de Griekse letter lambda, staat voor golflengte.

Ondertussen, in 1900, stelde de natuurkundige Max Planck voor dat de energie van een lichtgolf direct naar zijn frequentie is:

E = h × ν

Hier, h, is passend, staat bekend als De constante van Planck en heeft een waarde van 6.626 × 10 ^{-34 Joule-sec.}

Samengenomen maakt deze informatie het mogelijk om de frequentie in Hertz te berekenen wanneer deze energie krijgt in Joules en omgekeerd.

Stap 1: Oplossen voor frequentie in termen van energie

Omdat c = ν × λ, ν = c /λ.

Maar E = h × ν, dus

E = h × (c /λ).

Stap 2: Bepaal de frequentie

Als je ν expliciet krijgt, ga dan verder naar stap 3. Als gegeven λ, deel c dan door deze waarde om bepaal ν.

Bijvoorbeeld, als λ = 1 × 10 ^{-6 m (dichtbij het zichtbare lichtspectrum), ν = 3 × 10 8/1 × 10 - 6 m = 3 x 10 14 Hz.}

Stap 3: oplossen voor energie

Vermenigvuldig ν de constante van Planck, h, met ν om de waarde van E. te krijgen.

In dit voorbeeld is E = 6.626 × 10 ^{-34 Joule-sec × (3 × 10 14 Hz) = 1.988 x 10 -19 J.}

Tip

Energie op kleine schalen is vaak uitgedrukt als elektron-Volt of eV, waarbij 1 J = 6,242 x 10 ^{18 eV. Voor dit probleem is E = (1.988 × 10 -19) (6.242 × 10 18) = 1.241 eV.}