Photonenenergie berechnen

Hier können Sie die Photonenenergie berechnen. Ein Photon von 500 nm (grünes Licht) hat E = 3,97289 × 10⁻¹⁹ J, das sind 2,47968 eV.

Beispiel: Was ist gegeben: Wellenlänge · Wellenlänge λ 500 nm → Ergebnis: E = 3,97289 × 10⁻¹⁹ J = 2,47968 eV. Quelle: NIST CODATA 2022: Planck constant h = 6.62607015 × 10⁻³⁴ J s, speed of light c = 299 792 458 m/s, elementary charge e = 1.602176634 × 10⁻¹⁹ C (exact values). Stand: .

nm
Im Vakuum. Sichtbares Licht: etwa 380 bis 750 nm.
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Ergebnis

Ergebnis
E = 3,97289 × 10⁻¹⁹ J = 2,47968 eV
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GrößeWert
Energie E in Joule3,97289 × 10⁻¹⁹ J
Energie E in Elektronenvolt2,47968 eV
Wellenlänge λ500 nm
Frequenz f599,585 THz
Impuls p = h/λ1,32521 × 10⁻²⁷ kg·m/s
Rechenweg
  • E = h·c / λ = 6,62607015 × 10⁻³⁴ J·s · 299.792.458 m/s / (500 · 10⁻⁹ m) = 3,97289 × 10⁻¹⁹ J = 2,47968 eV.
h, c und e sind seit 2019 exakt festgelegt (CODATA 2022). Wellenlänge im Vakuum; in Materie ist λ kleiner, die Photonenenergie bleibt gleich.

So wird gerechnet

Ein Photon ist ein Lichtquant, dessen Energie nur von seiner Frequenz abhängt. Kurzwelliges Licht – blau, ultraviolett, Röntgen – trägt mehr Energie pro Photon als langwelliges Licht wie Rot oder Infrarot.

Formeln

E = h·f = h·c / λ mit dem Planckschen Wirkungsquantum h = 6,62607015 × 10⁻³⁴ J·s und der Lichtgeschwindigkeit c = 299.792.458 m/s. Für die Umrechnung in Elektronenvolt gilt 1 eV = 1,602176634 · 10⁻¹⁹ J. Der Impuls des Photons ist p = h / λ.

Beispiel

Grünes Licht mit λ = 500 nm: E = h·c / λ = 3,97289 × 10⁻¹⁹ J = 2,47968 eV, die Frequenz beträgt 599,585 THz und der Impuls 1,32521 × 10⁻²⁷ kg·m/s. Gegeben f = 600 THz, folgt E = 3,97564 × 10⁻¹⁹ J = 2,4814 eV und λ = 499,654 nm. Ein Photon mit genau 1 eV hat λ = 1.239,84 nm und liegt im nahen Infrarot.

Häufige Fragen

Wie berechnet man die Energie eines Photons aus der Wellenlänge?

Mit E = h·c / λ. Bei 500 nm ergibt das 3,97289 × 10⁻¹⁹ J oder 2,47968 eV.

Wie wandle ich Joule in Elektronenvolt um?

Durch Teilen mit 1,602176634 · 10⁻¹⁹ J. Aus 3,97289 × 10⁻¹⁹ J werden 2,47968 eV.

Warum hat blaues Licht mehr Energie als rotes?

Weil seine Frequenz höher und die Wellenlänge kürzer ist; E ist proportional zur Frequenz. Bei 450 nm sind es etwa 2,76 eV, bei 700 nm nur etwa 1,77 eV.

Quellen und Rechtsgrundlagen

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