Calcul énergie photon

Ce calcul énergie photon convertit longueur d’onde ou fréquence en énergie. Un photon de 500 nm (lumière verte) porte E = 3,97289 × 10⁻¹⁹ J, soit 2,47968 eV.

Exemple : Quelles données: Longueur d’onde · Longueur d’onde λ 500 nm → Résultat : E = 3,97289 × 10⁻¹⁹ J = 2,47968 eV. Source : 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). Mise à jour : .

nm
Dans le vide. Lumière visible : environ 380 à 750 nm.
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Résultat

Résultat
E = 3,97289 × 10⁻¹⁹ J = 2,47968 eV
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GrandeurValeur
Énergie E en joules3,97289 × 10⁻¹⁹ J
Énergie E en électronvolts2,47968 eV
Longueur d’onde λ500 nm
Fréquence f599,585 THz
Quantité de mouvement p = h/λ1,32521 × 10⁻²⁷ kg·m/s
Étapes du calcul
  • 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 et e sont exacts par définition depuis 2019 (CODATA 2022). Longueur d’onde dans le vide ; dans la matière, λ est plus courte, mais l’énergie du photon reste la même.

Comment le calcul est fait

Un photon est un quantum de lumière dont l’énergie ne dépend que de la fréquence. La lumière de courte longueur d’onde – bleue, ultraviolette, rayons X – porte plus d’énergie par photon que la lumière de grande longueur d’onde, comme le rouge ou l’infrarouge.

Formules

E = h·f = h·c / λ, avec la constante de Planck h = 6,62607015 × 10⁻³⁴ J·s et la vitesse de la lumière c = 299 792 458 m/s. Pour passer aux électronvolts : 1 eV = 1,602176634 × 10⁻¹⁹ J. La quantité de mouvement du photon est p = h / λ.

Exemple

Lumière verte de λ = 500 nm : E = h·c / λ = 3,97289 × 10⁻¹⁹ J = 2,47968 eV, la fréquence vaut 599,585 THz et la quantité de mouvement 1,32521 × 10⁻²⁷ kg·m/s. Pour f = 600 THz, E = 3,97564 × 10⁻¹⁹ J = 2,4814 eV et λ = 499,654 nm. Un photon d’exactement 1 eV a λ = 1 239,84 nm, dans le proche infrarouge.

Questions fréquentes

Comment calculer l’énergie d’un photon à partir de la longueur d’onde ?

Avec E = h·c / λ. À 500 nm, on obtient 3,97289 × 10⁻¹⁹ J, soit 2,47968 eV.

Comment convertir des joules en électronvolts ?

Divisez par 1,602176634 × 10⁻¹⁹ J. 3,97289 × 10⁻¹⁹ J deviennent 2,47968 eV.

Pourquoi la lumière bleue a-t-elle plus d’énergie que la rouge ?

Sa fréquence est plus élevée et sa longueur d’onde plus courte ; E est proportionnelle à la fréquence. À 450 nm, on a environ 2,76 eV, à 700 nm seulement 1,77 eV.

Sources et références juridiques

Dernière mise à jour : · Principes éditoriaux

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