Калькулятор энергии фотона

Об энергии фотона

Фотон — дискретный квант электромагнитного излучения. Его энергия прямо пропорциональна частоте и обратно пропорциональна длине волны. Согласно соотношению Планка, энергия фотона равна постоянной Планка, умноженной на частоту. Поскольку в вакууме частота равна скорости света, делённой на длину волны, то же соотношение можно записать как произведение постоянной Планка и скорости света, делённое на длину волны. Калькулятор принимает длину волны в нанометрах или частоту в терагерцах и вычисляет обе эквивалентные формы с определёнными физическими константами. Коротким длинам волн соответствуют высокие частоты и энергичные фотоны. Гамма- и рентгеновское излучение занимают высокоэнергетический коротковолновый край электромагнитного спектра, а энергия фотонов радиоволн значительно ниже. Видимый свет охватывает лишь узкий диапазон. Фиолетовый фотон с длиной волны около 400 нанометров несёт больше энергии, чем красный с длиной волны около 700 нанометров, хотя оба движутся в вакууме с одинаковой скоростью. Поэтому цвет отражает частоту и энергию фотона, а не различие скорости распространения в вакууме. Джоуль — единица энергии в СИ, но энергия одного фотона в джоулях обычно выражается очень малым десятичным числом. Электронвольты дают удобный масштаб для атомной физики, оптики и полупроводников. Один электронвольт — энергия, которую приобретает один элементарный заряд при прохождении разности потенциалов в один вольт. Для получения электронвольт калькулятор делит джоули на точный коэффициент преобразования, основанный на элементарном заряде. Спектроскописты, фотохимики и исследователи материалов часто используют эту единицу для сравнения фотонов с электронными уровнями энергии и шириной запрещённой зоны. В химии энергию часто описывают на моль, а не на частицу. Умножение энергии одного фотона на постоянную Авогадро даёт джоули на моль, которые калькулятор переводит в килокалории на моль. Это упрощает сравнение энергии поглощённых фотонов с энергиями диссоциации связей и реакций. Рассчитанная энергия фотона сама по себе не доказывает, что реакция произойдёт: важны вероятность поглощения, разрешённые переходы, конкурирующие пути релаксации, квантовый выход и молекулярное окружение. Расчёт предполагает распространение в вакууме и использует вакуумную длину волны. В веществе локальная длина волны света короче из-за изменения фазовой скорости, а частота при пересечении границы остаётся неизменной. Если длина волны измерена внутри среды, перед применением вакуумного соотношения энергии необходимо учесть показатель преломления. Калькулятор использует точные значения СИ для постоянной Планка, скорости света, элементарного заряда и постоянной Авогадро, округляя только отображаемые результаты. Он подходит для оптики, спектроскопии, астрономии, фотохимии и задач по квантовой физике.

Примеры энергии фотона

Как рассчитать энергию фотона

1. Выберите известную величину: длину волны в нанометрах или частоту в терагерцах.
2. Введите одно положительное значение; другое поле очистится автоматически.
3. Нажмите «Рассчитать энергию фотона», чтобы применить формулу Планка.
4. Посмотрите в результате длину волны, частоту, джоули, электронвольты и молярную энергию.

Частые вопросы