Science >> Wetenschap >  >> Energie

Hoe wordt de energie van een EM -golf bepaald?

De energie van een elektromagnetische (EM) -golf wordt bepaald door zijn frequentie (of gelijkwaardig, zijn golflengte ). Hier is hoe het werkt:

* de relatie van Planck: De fundamentele relatie tussen energie (E) en frequentie (F) van een EM -golf wordt gegeven door de relatie van Planck:

e =h * f

waar:

* E is de energie van het foton (een kwantum van licht)

* H is de constante van Planck (ongeveer 6.626 x 10^-34 Joule-Seconds)

* F is de frequentie van de EM -golf

* Frequentie en golflengte: Frequentie en golflengte zijn omgekeerd evenredig. Dit betekent dat een hogere frequentie overeenkomt met een kortere golflengte en vice versa. De relatie is:

c =f * λ

waar:

* C is de snelheid van het licht in een vacuüm (ongeveer 3 x 10^8 meter per seconde)

* λ is de golflengte van de EM -golf

Daarom kunt u de energie van een EM -golf bepalen door:

1. het meten van de frequentie: Gebruik een apparaat zoals een spectrometer of een frequentieteller om de frequentie van de golf te bepalen.

2. het meten van zijn golflengte: Gebruik een apparaat zoals een diffractierooster of een interferometer om de golflengte van de golf te bepalen.

3. met behulp van de relatie van Planck: Zodra u de frequentie of golflengte kent, kunt u de relatie van Planck gebruiken om de energie van de golf te berekenen.

Voorbeeld:

Laten we zeggen dat u een EM -golf hebt met een frequentie van 10^14 Hz. Met behulp van de relatie van Planck:

E =(6.626 x 10^-34 j * s) * (10^14 hz) =6.626 x 10^-20 j

Deze energiewaarde komt overeen met de energie van een enkel foton in die EM -golf.

Belangrijke opmerking: De energie van een EM -golf is recht evenredig met de frequentie. Dit betekent dat hogere frequentiegolven (zoals gammastralen) meer energie dragen dan lagere frequentiegolven (zoals radiogolven). Dit is de reden waarom bepaalde soorten straling, zoals röntgenfoto's en gammastralen, gevaarlijk zijn, omdat ze aanzienlijke energie in levend weefsel kunnen afzetten.