Calculadora de energia do fóton

Sobre a energia do fóton

Um fóton é um quantum discreto de radiação eletromagnética. Sua energia depende diretamente da frequência e inversamente do comprimento de onda. A relação de Planck estabelece que a energia do fóton é a constante de Planck multiplicada pela frequência. Como no vácuo a frequência é a velocidade da luz dividida pelo comprimento de onda, a mesma relação pode ser escrita como a constante de Planck vezes a velocidade da luz dividida pelo comprimento de onda. Esta calculadora aceita comprimento de onda em nanômetros ou frequência em terahertz e avalia as duas formas equivalentes com constantes físicas definidas. Comprimentos de onda curtos correspondem a frequências altas e fótons energéticos. Raios gama e raios X ocupam a extremidade de alta energia e comprimento de onda curto do espectro eletromagnético, enquanto ondas de rádio têm energias por fóton muito menores. A luz visível cobre apenas uma faixa estreita. Um fóton violeta próximo de 400 nanômetros carrega mais energia que um fóton vermelho próximo de 700 nanômetros, embora ambos viajem à mesma velocidade no vácuo. Portanto, a cor reflete a frequência e a energia do fóton, e não uma velocidade de propagação diferente no vácuo. O joule é a unidade de energia do SI, mas a energia de um único fóton costuma ser um valor decimal muito pequeno em joules. Elétron-volts oferecem uma escala conveniente para trabalhos com átomos, óptica e semicondutores. Um elétron-volt é a energia adquirida por uma carga elementar ao atravessar uma diferença de potencial de um volt. A calculadora divide os joules pelo fator exato de conversão da carga elementar para obter elétron-volts. Especialistas em espectroscopia, fotoquímica e materiais usam essa unidade para comparar fótons com níveis de energia eletrônicos e bandas proibidas. A química costuma descrever energia por mol, em vez de por partícula. Multiplicar a energia de um fóton pela constante de Avogadro fornece joules por mol, que a calculadora converte em quilocalorias por mol. Isso facilita comparar a energia dos fótons absorvidos com energias de dissociação de ligações e de reações. A energia calculada de um fóton, sozinha, não prova que uma reação ocorrerá: probabilidade de absorção, transições permitidas, caminhos de relaxação concorrentes, rendimento quântico e ambiente molecular continuam importantes. O cálculo pressupõe propagação no vácuo e usa o comprimento de onda no vácuo. Em um material, a luz tem comprimento de onda local menor porque sua velocidade de fase muda, enquanto a frequência permanece fixa ao atravessar uma interface. Para um comprimento de onda medido dentro de um meio, é preciso considerar o índice de refração antes de usar a relação de energia no vácuo. A calculadora usa os valores SI exatos da constante de Planck, da velocidade da luz, da carga elementar e da constante de Avogadro e arredonda apenas os resultados exibidos. Ela é adequada para óptica, espectroscopia, astronomia, fotoquímica e exercícios de física quântica.

Exemplos de energia do fóton

Como calcular a energia do fóton

1. Escolha como grandeza conhecida o comprimento de onda em nanômetros ou a frequência em terahertz.
2. Informe um valor positivo; o outro campo é limpo automaticamente.
3. Selecione Calcular energia do fóton para aplicar a equação de Planck.
4. Confira no resultado o comprimento de onda, a frequência, os joules, os elétron-volts e a energia molar.

Perguntas frequentes