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Calculadora de energia de fótons

Etapa 1 / 2 Energia do fóton (eV)
Resultados

Converta um comprimento de onda positivo em nanômetros na energia de um fóton, em joules e elétron-volts, e em sua frequência em hertz. A calculadora aplica no vácuo E = h·c / λ e f = c / λ com constantes físicas arredondadas. O valor padrão de 500 nm corresponde à luz verde visível; comprimentos de onda menores produzem fótons de maior energia.

Como calcular a energia de um fóton

  1. 1

    Informe um comprimento de onda positivo

    Digite o comprimento de onda em nanômetros (nm). Em geral, considera-se que a luz visível vai de aproximadamente 380 a 700 nm.

  2. 2

    Aplique as relações no vácuo

    A calculadora converte nanômetros em metros e usa E = h·c / λ e f = c / λ.

  3. 3

    Leia os três resultados

    Compare a energia por fóton em joules e elétron-volts e a frequência correspondente em hertz.

Fórmula e constantes utilizadas

Para a radiação eletromagnética no vácuo:

E = h·f = h·c / λ

em que:

  • E é a energia de um fóton em joules (J)
  • h é a constante de Planck
  • c é a velocidade da luz no vácuo
  • f é a frequência em hertz (Hz)
  • λ é o comprimento de onda em metros (m)

O componente calcula com h = 6,626 × 10⁻³⁴ J·s, c = 2,998 × 10⁸ m/s e 1 eV = 1,602 × 10⁻¹⁹ J. Esses são valores de trabalho arredondados. Os valores exatos definidos pelo SI são h = 6,62607015 × 10⁻³⁴ J·s, c = 299792458 m/s e 1 eV = 1,602176634 × 10⁻¹⁹ J.

Como E é inversamente proporcional a λ, reduzir o comprimento de onda pela metade dobra a energia por fóton. Uma aproximação prática é E(eV) ≈ 1240 / λ(nm).

Exemplo: 500 nm

500 nm = 5,00 × 10⁻⁷ m

E = (6,626 × 10⁻³⁴ × 2,998 × 10⁸) / (5,00 × 10⁻⁷) ≈ 3,97 × 10⁻¹⁹ J

Isso equivale a aproximadamente 2,48 eV, com frequência de cerca de 6,00 × 10¹⁴ Hz.

Valores de exemplo no espectro

Radiação Comprimento de onda Energia por fóton
Infravermelho 1000 nm ≈ 1,24 eV
Luz vermelha visível 700 nm ≈ 1,77 eV
Luz verde visível 500 nm ≈ 2,48 eV
Luz violeta visível 400 nm ≈ 3,10 eV
Ultravioleta 250 nm ≈ 4,96 eV
Raios X moles 1 nm ≈ 1240 eV

Os limites das faixas são aproximados. O cálculo no vácuo não considera a mudança do comprimento de onda dentro de um material.

Limites de entrada e interpretação

  • Informe nanômetros, não metros nem ångströms.
  • Informe um valor maior que zero. Em 0 nm, as fórmulas não são definidas; a interface exibe zeros apenas para evitar uma divisão por zero, não como resultado físico.
  • Os resultados correspondem a um fóton, não a um mol de fótons.
  • A interface normal envia o comprimento de onda ao aplicativo para que o servidor faça o cálculo. A interface em duas etapas também o coloca na URL do fluxo. Não trate esse dado como confidencial.

Perguntas frequentes

Ela usa E = h·c / λ para a energia e f = c / λ para a frequência, depois de converter nanômetros em metros.

O componente divide a energia por 1,602 × 10⁻¹⁹ J/eV. Também é possível usar a aproximação E(eV) ≈ 1240 / λ(nm).

Energia e frequência não são definidas para um comprimento de onda igual a zero. O 0 exibido serve apenas para evitar uma divisão por zero; insira um valor positivo para obter um resultado significativo.

Não. Na interface normal, a ferramenta envia o valor ao aplicativo para o cálculo. A interface em duas etapas também o inclui na URL; portanto, não o considere privado.

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