Jak obliczyć energię fotonu?
Światło niesie energię porcjami. Wielkość jednej porcji zależy wyłącznie od częstotliwości fali, a nie od tego, jak jasne jest źródło. Mocna żarówka wysyła więcej fotonów, ale każdy z nich ma dokładnie tę samą energię co foton z żarówki słabej o tej samej barwie. Stąd bierze się zjawisko fotoelektryczne: metal wybija elektrony dopiero wtedy, gdy pojedynczy foton ma dość energii, a nie wtedy, gdy światła jest dużo.
Wzór i przykład
energia = stała Plancka × prędkość światła ÷ długość fali
- Bierzemy światło zielone o długości fali 550 nanometrów.
- Częstotliwość to prędkość światła podzielona przez długość fali, czyli 545,08 THz.
- Mnożymy ją przez stałą Plancka i wychodzi 3,6117 razy dziesięć do potęgi minus 19 dżula.
- Dzielimy przez ładunek elementarny i dostajemy 2,2543 elektronowolta.
- Mol takich fotonów niesie 217,5 kilodżula.
| Rodzaj promieniowania | Długość fali | Energia fotonu |
|---|---|---|
| Podczerwień | 1 240 nm | 1 eV |
| Światło czerwone | 700 nm | 1,7712 eV |
| Światło zielone | 550 nm | 2,2543 eV |
| Światło fioletowe | 400 nm | 3,0996 eV |
| Promieniowanie rentgenowskie | 1 nm | 1 239,8 eV |
Związek długości fali z częstotliwością dla radia i dźwięku pokaże kalkulator długości fali, zapis bardzo małych liczb kalkulator notacji wykładniczej, a przeliczenie dżuli na inne jednostki kalkulator energii.
Najczęstsze pytania
Ile energii ma foton światła zielonego?
Dla długości fali 550 nanometrów wychodzi 2,2543 elektronowolta, czyli 3,6117 razy dziesięć do potęgi minus 19 dżula. Częstotliwość takiej fali wynosi 545,08 THz.
Który foton ma więcej energii: czerwony czy fioletowy?
Fioletowy. Przy 400 nanometrach energia wynosi 3,0996 elektronowolta, a przy 700 nanometrach tylko 1,7712 elektronowolta. Im krótsza fala, tym większa energia.
Jaką długość fali ma foton o energii jednego elektronowolta?
1 239,84 nanometra, czyli bliską podczerwień. Ta liczba to iloczyn stałej Plancka i prędkości światła wyrażony w elektronowoltach na nanometr.
Ile wynosi energia mola fotonów?
Dla światła zielonego o długości 550 nanometrów jest to 217,5 kilodżula na mol. Tak liczy się energię dostarczaną przez światło w reakcjach fotochemicznych.
Czy energia fotonu zmienia się w szkle albo wodzie?
Nie. W ośrodku maleje prędkość i długość fali, natomiast częstotliwość zostaje ta sama, więc energia fotonu się nie zmienia.