Photonenenergie berechnen
Photonenenergie berechnen. Eingabe: „Wellenlänge“. Ergebnisse: „Photonenenergie“.
Von den Eingaben zum Ergebnis
- Wellenlänge: 500 nm
- Photonenenergie: 3,972892e-19 J
- Photonenenergie: 2,479684 eV
Dieses Beispiel verwendet die voreingestellten Werte. Wenn du die Eingaben änderst, wird das Ergebnis neu berechnet. Ein geteilter Link enthält deine Eingaben.
So funktioniert diese Berechnung
Photonenenergie berechnen. Geben Sie „Wellenlänge“ ein; der Rechner zeigt „Photonenenergie“. Die Photonenenergie hängt über die Planck-Konstante und Lichtgeschwindigkeit von der Wellenlänge ab. Die folgenden Abschnitte erläutern Rechenweg, Beispiele und wichtige Annahmen.
Formel
E = h c / Wellenlänge
Rechenbeispiel
Mit Wellenlänge: 500 nm, photonenenergie ergibt sich 3,972892e-19 J.
Methode und Inputs
Verwenden Sie die Planck-Beziehung E = hc/λ. Dabei ist h die Planck-Konstante, c die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum und λ die Wellenlänge. Rechnen Sie Nanometer vor der Division in Meter um; erst danach können Sie die Energie bei Bedarf von Joule in Elektronvolt umwandeln. Rechenregel: E = h c / Wellenlänge.
Gearbeitetes Beispiel
Bei 500 Nanometer, die Energie ist ungefähr 3.973 × 10^-19 Joule für ein Photon, oder ungefähr 2.48 Elektronenvolt. Die Halbierung der Wellenlänge auf 250 Nanometer verdoppelt beide Energiewerte. Diese inverse Beziehung ist eine effektive geistige Kontrolle.
Wellenlänge und Energie bewegen sich in entgegengesetzte Richtungen. Bei 1,000 Nanometern hat ein Photon etwa die Hälfte der Energie eines bei 500 Nanometern, etwa 1.24 Elektronvolt. Dieser Vergleich ist nützlich, wenn man Infrarot mit sichtbaren Lichtergebnissen prüft, aber er sagt nicht, wie viele Photonen ein Detektor erhält.
Wie man das Ergebnis liest
Photonenenergie beschreibt ein Quanten, nicht die Gesamtkraft einer Lichtquelle. Eine helle Lampe kann viele Photonen mit der gleichen individuellen Energie liefern. Die Multiplikation durch die Anzahl der Photonen würde eine totale Strahlungsenergie geben, die diese Einzelphotonenform nicht berechnet.
Wenn die Quelle Frequenz statt Wellenlänge liefert, berechnen Sie h mal Frequenz direkt, anstatt eine Frequenz in den Nanometerkasten einzugeben. Ein Medium kann die Wellenlänge verkürzen, ohne die Frequenz zu verändern, so dass die Vakuumwellenlängenkonvention zählt. Für viele Photonenstrahlen multiplizieren Sie Einzelphotonenenergie mit Photonenzahl, um die Strahlenergie zu schätzen.
Annahmen und Kontrollen
Die Formel nimmt elektromagnetische Strahlung im Vakuum an, wenn sie die Frequenz mit der Wellenlänge in Verbindung bringt; die Brechung verändert die Wellenlänge innerhalb eines Materials, nicht aber die Photonenfrequenz an der Grenze. Der Eingang ist Vakuum-Wellenlänge, und relativistische oder stoffliche Interaktionseffekte sind außerhalb dieser Berechnung.
Geben Sie keine Wellenlänge in Mikrometer ein, als wären es Nanometer: ein Mikrometer entspricht tausend Nanometer. Vermeiden Sie auch verwirrende Elektronenvolte mit Volt; ein Elektronvolt ist eine Energieeinheit. Das Joule-Ergebnis ist extrem gering, so dass eine wissenschaftliche Notation erwartet wird.
Häufige Fragen
Was berechnet „Photonenenergie berechnen“?
Es vervielfacht Planck-Konstante durch Lichtfrequenz abgeleitet aus Wellenlänge und zeigt das Ergebnis in Joule und Elektronvolt. Der Wert gehört zu einem einzigen Photon bei der angegebenen Vakuum-Wellenlänge.
Wann sollte ich neu rechnen oder eine andere Methode prüfen?
Berechnen Sie neu, wenn sich die Quellwellenlänge ändert oder wenn stattdessen eine Spektrallinie in der Frequenz angegeben wird. Prüfen Sie eine Spektroskopie-Referenz, ob Energieniveaus, Bandbreite oder Absorption in einem Medium die tatsächlichen Interessensmengen sind.
Quellen und Referenzen
Eingaben
- Wellenlänge (nm)