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Calcolo energia fotone

Questo calcolo energia fotone converte lunghezza d’onda o frequenza in energia. Un fotone di 500 nm (luce verde) ha E = 3,97289 × 10⁻¹⁹ J, cioè 2,47968 eV.

Esempio: Quali dati sono noti: Lunghezza d’onda · Lunghezza d’onda λ 500 nm → Risultato: E = 3,97289 × 10⁻¹⁹ J = 2,47968 eV. Fonte: 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). Aggiornato al: .

nm
Nel vuoto. Luce visibile: circa da 380 a 750 nm.
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Risultato

Risultato
E = 3,97289 × 10⁻¹⁹ J = 2,47968 eV
Tutte le rappresentazioni
GrandezzaValore
Energia E in joule3,97289 × 10⁻¹⁹ J
Energia E in elettronvolt2,47968 eV
Lunghezza d’onda λ500 nm
Frequenza f599,585 THz
Quantità di moto p = h/λ1,32521 × 10⁻²⁷ kg·m/s
Passaggi del calcolo
  • 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 ed e sono esatte per definizione dal 2019 (CODATA 2022). Lunghezza d’onda nel vuoto; nella materia λ è minore, ma l’energia del fotone resta uguale.

Come si calcola

Un fotone è un quanto di luce la cui energia dipende solo dalla frequenza. La luce a onda corta (blu, ultravioletto, raggi X) porta più energia per fotone di quella a onda lunga, come il rosso o l’infrarosso.

Formule

E = h·f = h·c / λ, con la costante di Planck h = 6,62607015 × 10⁻³⁴ J·s e la velocità della luce c = 299.792.458 m/s. Per passare agli elettronvolt: 1 eV = 1,602176634 × 10⁻¹⁹ J. La quantità di moto del fotone è p = h / λ.

Esempio

Luce verde con λ = 500 nm: E = h·c / λ = 3,97289 × 10⁻¹⁹ J = 2,47968 eV, la frequenza è 599,585 THz e la quantità di moto 1,32521 × 10⁻²⁷ kg·m/s. Con f = 600 THz, E = 3,97564 × 10⁻¹⁹ J = 2,4814 eV e λ = 499,654 nm. Un fotone di esattamente 1 eV ha λ = 1239,84 nm, nel vicino infrarosso.

Domande frequenti

Come si calcola l’energia di un fotone dalla lunghezza d’onda?

Con E = h·c / λ. A 500 nm si ottiene 3,97289 × 10⁻¹⁹ J, cioè 2,47968 eV.

Come converto joule in elettronvolt?

Dividendo per 1,602176634 × 10⁻¹⁹ J. 3,97289 × 10⁻¹⁹ J diventano 2,47968 eV.

Perché la luce blu ha più energia di quella rossa?

Perché la sua frequenza è maggiore e la lunghezza d’onda minore; E è proporzionale alla frequenza. A 450 nm sono circa 2,76 eV, a 700 nm solo circa 1,77 eV.

Fonti e riferimenti normativi

Aggiornato al: · Principi editoriali

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