Калькулятор енергії фотона
Енергія і частота фотона за довжиною хвилі.
Заповніть поля, і результат автоматично зʼявиться тут.
Частота визначає енергію одного фотона. Введіть довжину хвилі у вакуумі в нанометрах, щоб отримати джоулі, електронвольти, частоту та спектроскопічне хвильове число. Коротша хвиля означає більшу енергію фотона: для подвоєння енергії довжину треба зменшити вдвічі. Розрахунок стосується одного фотона; він не враховує потужність джерела, тривалість опромінення чи вплив на людину.
Як працює
Формула і логіка
Енергія рахується як E = hc/λ, де h = 6,62607015·10⁻³⁴ Дж·с — стала Планка, c = 299 792 458 м/с. Переведення в електронвольти виконується діленням на заряд електрона: один еВ дорівнює 1,602·10⁻¹⁹ Дж.
Приклад
Зелене світло 550 нм: E≈3,612·10⁻¹⁹ Дж≈2,254 еВ, частота≈5,451·10¹⁴ Гц. При 300 нм енергія одного фотона≈4,133 еВ; це не оцінка отриманої дози.
Поля й одиниці
- Довжина хвилі — нм
Як користуватися
- — Введіть додатну довжину хвилі саме у вакуумі. Для хвилі всередині матеріалу потрібен також його показник заломлення. Нм переводяться в метри множенням на 10⁻⁹.
- — Введіть довжину хвилі в нанометрах: видиме світло — це приблизно 380–780 нм. Для рентгена й гамма-випромінювання підійдуть частки нанометра. Прочитайте енергію в джоулях та електронвольтах.
- — Хвильове число тут дорівнює 1/λ у см⁻¹, а не кутовому хвильовому числу k=2π/λ. Якщо додатна величина не вміщується в числовий діапазон, сторінка повідомляє про обмеження замість фізичного нуля.
Методика та обмеження
- Методика розрахунку
- Формула і логіка
- Джерело даних або норми
- OpenStax §6.2: енергія фотона та поріг фотоефекту NIST CODATA 2022: точні h, c, e та виміряна ε₀
- Обмеження
- Розрахунок стосується одного фотона; він не враховує потужність джерела, тривалість опромінення чи вплив на людину. Введіть додатну довжину хвилі саме у вакуумі. Для хвилі всередині матеріалу потрібен також його показник заломлення.
FAQ
Чому результат не визначає небезпеку випромінювання?
Енергія одного фотона не визначає отриману дозу чи наслідки опромінення. Тут немає потужності, тривалості, площі опромінення та властивостей тканини або матеріалу. Одного значення в еВ для такого висновку недостатньо.
Що таке електронвольт?
Енергія, яку набуває електрон, пройшовши різницю потенціалів в один вольт. Для атомних масштабів це зручніша одиниця за джоуль: видиме світло — це 1,6–3,3 еВ.
Чи залежить енергія фотона від яскравості?
Ні: за незмінної частоти енергія кожного фотона однакова. Зміна потоку фотонів змінює передану за час енергію. У фотоефекті вихід електрона залежить від частоти та роботи виходу конкретного матеріалу, а не від універсального поділу на червоне світло та ультрафіолет.
Звідки береться стала Планка?
Це фундаментальна стала, що зв’язує енергію з частотою. Із 2019 року її значення зафіксовано точно й через неї визначено кілограм.