Calculadora de energía del fotón

Acerca de la energía del fotón

Un fotón es un cuanto discreto de radiación electromagnética. Su energía depende directamente de la frecuencia e inversamente de la longitud de onda. La relación de Planck establece que la energía del fotón es la constante de Planck multiplicada por la frecuencia. Como en el vacío la frecuencia es la velocidad de la luz dividida entre la longitud de onda, la misma relación puede escribirse como la constante de Planck por la velocidad de la luz, dividida entre la longitud de onda. Esta calculadora acepta longitudes de onda en nanómetros o frecuencias en terahercios y evalúa ambas formas equivalentes con constantes físicas definidas. Las longitudes de onda cortas corresponden a frecuencias altas y fotones energéticos. Los rayos gamma y los rayos X ocupan el extremo de alta energía y longitud de onda corta del espectro electromagnético, mientras que las ondas de radio tienen energías por fotón mucho menores. La luz visible abarca solo un intervalo estrecho. Un fotón violeta cercano a 400 nanómetros transporta más energía que uno rojo cercano a 700 nanómetros, aunque ambos viajan a la misma velocidad en el vacío. Por tanto, el color refleja la frecuencia y la energía del fotón, no una velocidad de propagación distinta en el vacío. El julio es la unidad de energía del SI, pero la energía de un solo fotón suele ser un valor decimal muy pequeño en julios. Los electronvoltios ofrecen una escala práctica para el trabajo atómico, óptico y con semiconductores. Un electronvoltio es la energía que adquiere una carga elemental al atravesar una diferencia de potencial de un voltio. La calculadora divide los julios entre el factor exacto de conversión de la carga elemental para obtener electronvoltios. Los especialistas en espectroscopia, fotoquímica y materiales usan esta unidad para comparar fotones con niveles de energía electrónicos y bandas prohibidas. La química suele describir la energía por mol en lugar de por partícula. Multiplicar la energía de un fotón por la constante de Avogadro da julios por mol, que la calculadora convierte a kilocalorías por mol. Esto facilita comparar la energía de los fotones absorbidos con las energías de disociación de enlaces y de reacción. Una energía calculada no demuestra por sí sola que una reacción vaya a ocurrir: siguen importando la probabilidad de absorción, las transiciones permitidas, las vías de relajación competidoras, el rendimiento cuántico y el entorno molecular. El cálculo supone propagación en el vacío y utiliza la longitud de onda en el vacío. En un material, la luz tiene una longitud de onda local más corta porque cambia su velocidad de fase, mientras que la frecuencia permanece fija al cruzar una interfaz. Si la longitud de onda se midió dentro de un medio, hay que considerar el índice de refracción antes de usar la relación de energía para el vacío. La calculadora usa los valores SI exactos de la constante de Planck, la velocidad de la luz, la carga elemental y la constante de Avogadro, y redondea solo los resultados mostrados. Es adecuada para óptica, espectroscopia, astronomía, fotoquímica y ejercicios de física cuántica.

Ejemplos de energía del fotón

Cómo calcular la energía de un fotón

1. Elige la longitud de onda en nanómetros o la frecuencia en terahercios como magnitud conocida.
2. Introduce un valor positivo; el otro campo se borra automáticamente.
3. Selecciona Calcular energía del fotón para aplicar la ecuación de Planck.
4. Consulta la longitud de onda, la frecuencia, los julios, los electronvoltios y la energía molar en el resultado.

Preguntas frecuentes