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: .
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.
- Faustformel: λ in nm = 1239,84 / E in eV.
- Sichtbares Licht entspricht etwa 1,65 bis 3,26 eV.
- Die Wellenlänge gilt im Vakuum; in Glas oder Wasser ändert sich λ, aber nicht die Energie des Photons.
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
- 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)
- Wikipedia – Photon energy
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