Ostatnia aktualizacja: Apr 28, 2024

Kalkulator energii fotonów

Q: Jaka jest energia fotonu o długości fali 450 nm?

Energia tego fotonu wynosi 2,75 eV . Aby znaleźć ten wynik: Znajdź częstotliwość : podziel prędkość światła przez długość fali: f = 3⋅10⁹ m/s / 4,50⋅10⁻⁷ m = 666,2⋅10¹² Hz = 666,2 THz Pomnóż częstotliwość przez stałą Plancka: E = h ⋅ f = 666⋅10¹² Hz ⋅ 6,626⋅10⁻³⁴ m²-kg/s = 4,41⋅10⁻¹⁹ J Podziel ten wynik przez ładunek elektronu, e , aby znaleźć energię w elektronowoltach : E [ev] = E [J]/e = 2,75 eV To wszystko! Read more

Spis treści

Prawo Plancka Jak obliczyć energię fotonu Kalkulator energii fotonów FAQs

Za pomocą tego kalkulatora energii fotonów możesz zbadać związek między długością fali i częstotliwością fotonu a jego energią. Przeczytaj poniższy tekst, aby dowiedzieć się, jak obliczyć energię fotonu i czym jest prawo Plancka.

Prawo Plancka

Światło wydaje się wykazywać właściwości falowe. Ulega dyfrakcji, interferencji i załamaniu. Jednak na poziomie kwantowym jest ono przenoszone przez maleńki kwant energii zwany fotonem. Energia fotonu zależy wyłącznie od długości fali oraz częstotliwości. Ponieważ światło przemieszcza się, no cóż, z szybkością światła, możemy użyć częstotliwości lub długości fali do jego opisania. Możesz sprawdzić nasz kalkulator długości fali, aby zbadać związek między długością fali a częstotliwością.

Wracając do fotonów, jaka jest ich energia? Energia pojedynczego fotonu to niewielka liczba określona prawem Plancka. Prawo Plancka wiąże częstotliwość fotonu z jego energią poprzez stałą Plancka $h$ równą:

\small h = 6,\!6261 \cdot 10^{-34}\ \text{J}\!\cdot\!\text{s}

Stała Plancka zapisana jest w formie (energia)·(czas) i możesz myśleć o niej jako o współczynniku konwersji energii na częstotliwość.

💡 Może cię również zainteresować nasz kalkulator efektu fotoelektrycznego 🇺🇸.

Jak obliczyć energię fotonu

Możesz to obliczyć za pomocą poniższego wzoru:

\small E = \frac{hc}{\lambda} = hf

gdzie:

$E$ — energia fotonu
$h$ — stała Plancka
$c$ — szybkość światła
$λ$ — długość fali fotonu
$f$ — częstotliwość fotonu

To równanie daje nam energię pojedynczego, niepodzielnego kwantu światła i pozwala nam myśleć o świetle jako o zbiorze cząsteczek. Prawdziwy jest również alternatywny opis obiektów materialnych, w którym o zwykłych cząstkach, takich jak elektrony, możemy myśleć jak o falach. Sprawdź nasz kalkulator długości fali de Broglie'a 🇺🇸, aby dowiedzieć się więcej o tej koncepcji.

Kalkulator energii fotonów

Energia pojedynczego fotonu jest niewielką liczbą, ponieważ stała Plancka jest bardzo mała. Energia pojedynczego fotonu zielonego światła o długości fali 520 nm ma energię 2,38 eV. Możesz użyć kalkulatora energii fotonów, aby zbadać związek między energią fotonu a jego częstotliwością lub długością fali.

FAQs

Jak obliczyć energię fotonu?

Aby obliczyć energię fotonu, wykonaj następujące kroki:

Jeśli znasz długość fali, oblicz częstotliwość za pomocą następującego wzoru:
f = c/λ
gdzie c jest prędkością światła, f częstotliwością, a λ długością fali.
Jeśli znasz częstotliwość, możesz znaleźć energię fotonu ze wzoru Plancka:
E = h ⋅ f

gdzie h jest stałą Plancka: h = 6,62607015⋅10⁻³⁴ m²·kg/s
3. Pamiętaj o konwersji jednostek, aby zachować spójność!

Które fotony mają największą energię?

Fotony o krótszej długości fali niosą ze sobą wyższą energię: krótsza długość fali odpowiada wyższej częstotliwości, a dzięki prawie Plancka E = h ⋅ f wiemy, że częstotliwość jest wprost proporcjonalna do energii.

Obszar widma, który zawiera najbardziej energetyczne fotony, jest związany z promieniowaniem jonizującym. Od ekstremalnego światła ultrafioletowego poprzez promienie rentgenowskie, dochodzimy do promieni gamma, najbardziej energetycznego promieniowania znanego naukowcom.

Jaka jest energia fotonu o długości fali 450 nm?

Energia tego fotonu wynosi 2,75 eV. Aby znaleźć ten wynik:

Znajdź częstotliwość: podziel prędkość światła przez długość fali:

f = 3⋅10⁹ m/s / 4,50⋅10⁻⁷ m = 666,2⋅10¹² Hz = 666,2 THz
Pomnóż częstotliwość przez stałą Plancka:

E = h ⋅ f = 666⋅10¹² Hz ⋅ 6,626⋅10⁻³⁴ m²-kg/s = 4,41⋅10⁻¹⁹ J
Podziel ten wynik przez ładunek elektronu, e, aby znaleźć energię w elektronowoltach:

E [ev] = E [J]/e = 2,75 eV

To wszystko!

Jakie są energie fotonów w widmie elektromagnetycznym?

Energie fotonów w widmie elektromagnetycznym są bardzo zróżnicowane:

Fale radiowe o ekstremalnie niskich częstotliwościach mają energie rzędu femtoelektronowolta. Ich długość fali może sięgać milionów metrów!
„Normalne” fale radiowe (te emitowane przez stacje FM) mają energie rzędu setek nanoelektronowoltów.
Światło widzialne ma energie od 1,5 eV do 3,3 eV.
Promienie rentgenowskie są co najmniej tysiąc razy bardziej energetyczne niż światło widzialne, mieszcząc się w zakresie keV.
Promienie gamma, najbardziej energetyczne promieniowanie EM, mają energie powyżej megaelektronowolta: jeśli uderzą w jakikolwiek materiał, jego uszkodzenie jest pewne!