E =hf
I denna ekvation:
- E representerar EM-vågens energi i joule (J).
- h representerar Plancks konstant, som är lika med 6,626 × 10⁻³⁴ joule per sekund (J/s).
- f representerar EM-vågens frekvens i hertz (Hz), vilket är antalet svängningar eller cykler som vågen slutför på en sekund.
Enligt denna ekvation är energin hos en EM-våg direkt proportionell mot dess frekvens. Detta betyder att när frekvensen av en EM-våg ökar, ökar dess energi också. Omvänt, när frekvensen minskar, minskar energin.
Detta förhållande kan förstås genom att beakta våg-partikeldualiteten hos ljus och andra former av elektromagnetisk strålning. Inom kvantmekaniken beskrivs EM-vågor som sammansatta av diskreta energipaket som kallas fotoner. Varje foton är associerad med en viss frekvens och energi. Ju högre frekvens fotonen har, desto mer energi bär den.
Därför har EM-vågor med högre frekvenser högre energifotoner, vilket resulterar i en högre total energi för vågen. Å andra sidan har EM-vågor med lägre frekvenser fotoner med lägre energi, vilket leder till en lägre total energi för vågen.
Detta förhållande mellan frekvens och energi är viktigt inom olika områden av fysik, teknik och teknik, inklusive studiet av ljus, kvantmekanik, radiovågor, mikrovågor och andra EM-fenomen. Det spelar också en avgörande roll för att förstå beteendet och interaktionerna mellan elektromagnetiska vågor i olika tillämpningar, såsom telekommunikation, medicinsk bildbehandling, fjärranalys och energiproduktion.
