La energía de una onda electromagnética.

Para que la intensidad de una fuente de luz permanezca igual, mientras que cada fotón de menor frecuencia transporta menos energía, debe haber una mayor cantidad (por tiempo, por área) de fotones de menor frecuencia en el haz que el número original de fotones de mayor frecuencia. fotones de frecuencia.

En cuanto a la segunda parte de tu pregunta, admito que puede resultar confuso que la potencia transmitida por las ondas E&M dependa de la amplitud de la onda, mientras que la potencia transmitida por un modo de una cuerda vibrante depende tanto de la amplitud como de la frecuencia. de la ola En última instancia, esto se reduce a diferencias fundamentales en la física de cada fenómeno de onda.

La energía en una cuerda vibrante se reduce a la energía cinética de los elementos de la cuerda en movimiento y la energía potencial de la tensión que siente cada elemento debido a la posición de sus vecinos. Entonces, a una amplitud fija, puedes ver que obtienes aún más energía si sacudes la cuerda más rápido.

La energía en una onda E&M es un efecto completamente diferente: proviene del tamaño promedio del campo eléctrico (cuadrado) en la onda que puede realizar trabajo para mover partículas cargadas. A una amplitud fija, si aumenta la frecuencia, no aumentará el tamaño promedio del campo.

La frecuencia$f$y la intensidad o potencia$P=\epsilon_0 E_{\rm max}^2 Ac$(energía por segundo donde$A$es área) son cantidades independientes, por lo que puede cambiar cada una de ellas independientemente de la otra. La energía de un fotón es$E=hf$entonces es una función simple de la frecuencia; el número de fotones por segundo es por lo tanto$P/E=P/hf$. Pero tenga en cuenta que aquí hay al menos dos cantidades independientes, por ejemplo, la frecuencia y la potencia.