Calculateur d'énergie du photon

À propos de l'énergie du photon

Un photon est un quantum discret de rayonnement électromagnétique. Son énergie est directement proportionnelle à sa fréquence et inversement proportionnelle à sa longueur d'onde. La relation de Planck indique que l'énergie d'un photon est la constante de Planck multipliée par la fréquence. Dans le vide, la fréquence étant la vitesse de la lumière divisée par la longueur d'onde, cette relation peut aussi s'écrire comme la constante de Planck fois la vitesse de la lumière, divisée par la longueur d'onde. Ce calculateur accepte une longueur d'onde en nanomètres ou une fréquence en térahertz et évalue les deux formes équivalentes avec des constantes physiques définies. Les courtes longueurs d'onde correspondent à des fréquences élevées et à des photons énergétiques. Les rayons gamma et X occupent l'extrémité du spectre électromagnétique à haute énergie et courte longueur d'onde, tandis que les ondes radio ont des énergies par photon bien plus faibles. La lumière visible ne couvre qu'une plage étroite. Un photon violet proche de 400 nanomètres transporte plus d'énergie qu'un photon rouge proche de 700 nanomètres, même si les deux se déplacent à la même vitesse dans le vide. La couleur reflète donc la fréquence et l'énergie du photon, pas une différence de vitesse de propagation dans le vide. Le joule est l'unité SI d'énergie, mais l'énergie d'un seul photon est généralement un très petit nombre décimal en joules. L'électronvolt offre une échelle pratique en physique atomique, en optique et pour les semi-conducteurs. Un électronvolt est l'énergie acquise par une charge élémentaire traversant une différence de potentiel d'un volt. Le calculateur divise les joules par le facteur de conversion exact fondé sur la charge élémentaire pour obtenir les électronvolts. Les spécialistes de spectroscopie, de photochimie et des matériaux utilisent souvent cette unité pour comparer les photons aux niveaux d'énergie électroniques et aux bandes interdites. La chimie décrit souvent l'énergie par mole plutôt que par particule. Multiplier l'énergie d'un photon par la constante d'Avogadro donne des joules par mole, que le calculateur convertit en kilocalories par mole. Cela facilite la comparaison entre l'énergie des photons absorbés, les énergies de dissociation des liaisons et celles des réactions. L'énergie calculée d'un photon ne prouve pas, à elle seule, qu'une réaction aura lieu : la probabilité d'absorption, les transitions permises, les voies de relaxation concurrentes, le rendement quantique et l'environnement moléculaire restent importants. Le calcul suppose une propagation dans le vide et utilise la longueur d'onde dans le vide. Dans un matériau, la longueur d'onde locale est plus courte parce que la vitesse de phase change, tandis que la fréquence reste constante au passage d'une interface. Pour une longueur d'onde mesurée dans un milieu, l'indice de réfraction doit être pris en compte avant d'appliquer la relation d'énergie dans le vide. Le calculateur utilise les valeurs SI exactes de la constante de Planck, de la vitesse de la lumière, de la charge élémentaire et de la constante d'Avogadro, puis n'arrondit que les résultats affichés. Il convient à l'optique, à la spectroscopie, à l'astronomie, à la photochimie et aux exercices de physique quantique.

Exemples d'énergie du photon

Comment calculer l'énergie d'un photon

1. Choisissez comme donnée connue la longueur d'onde en nanomètres ou la fréquence en térahertz.
2. Saisissez une valeur positive ; l'autre champ est automatiquement effacé.
3. Sélectionnez Calculer l'énergie du photon pour appliquer la relation de Planck.
4. Consultez la longueur d'onde, la fréquence, les joules, les électronvolts et l'énergie molaire dans le résultat.

Questions fréquentes