Calculadora de energia do fóton (E = hf)

Como calcular a energia do fóton?

A luz é transportada em pacotes de energia chamados fótons. A energia de um fóton depende apenas da frequência da luz:

E = h × f = h × c / λ

Aqui h é a constante de Planck (6,62607015 × 10⁻³⁴ J·s), c é a velocidade da luz (299.792.458 m/s), f é a frequência e λ é o comprimento de onda. Quanto maior a frequência, ou seja, quanto menor o comprimento de onda, maior a energia do fóton. Um fóton violeta transporta mais energia que um vermelho.

Elétron volts e um atalho

Em joules, a energia de um único fóton é um número muito pequeno, por isso se usa o elétron volt (eV): 1 eV = 1,602176634 × 10⁻¹⁹ J. Com o comprimento de onda em nanômetros, existe um atalho prático:

E (eV) = 1239,84 / λ (nm)

Exemplo

Para luz verde com comprimento de onda de 500 nm, E = 1239,84 / 500 = 2,48 eV, ou 3,97 × 10⁻¹⁹ J. Sua frequência é 299.792.458 / (500 × 10⁻⁹) = 5,996 × 10¹⁴ Hz.

Número de fótons

Uma fonte com potência luminosa P emite energia de P × t em um tempo t. A divisão pela energia de um fóton fornece a contagem de fótons: N = P × t / E. Um laser vermelho de 5 mW (632,8 nm) emite cerca de 1,6 × 10¹⁶ fótons por segundo.

Limites

O comprimento de onda é o valor no vácuo. A contagem de fótons vale para luz monocromática e é apenas uma orientação aproximada para fontes de espectro amplo, como lâmpadas. No efeito fotoelétrico, um elétron só é liberado se a energia do fóton superar a função trabalho do metal, uma comparação que você pode fazer com a aba "Pela energia".

Perguntas frequentes

Como calcular a energia do fóton pelo comprimento de onda?

Para a luz deste exemplo com comprimento de onda no vácuo de 430 nm, a relação de Planck fornece energia de 2,883 eV por fóton. O produto da constante de Planck pela velocidade da luz é dividido pelo comprimento de onda, fornecendo a energia individual do fóton, e não a potência óptica total ou a energia absorvida.

Calcular com estes valores