Kalkulator energii fotonu
Ten kalkulator liczy energię pojedynczego fotonu z długości fali (E = h·c/λ) lub częstotliwości (E = h·f). Wynik w elektronowoltach, dżulach i — dla chemików — w kJ na mol fotonów. Zielone światło 550 nm to ok. 2,25 eV.
🧮 Policz od razu
Co liczy kalkulator energii fotonu?
Światło to strumień porcji energii — fotonów. Każdy niesie ściśle określoną energię zależną tylko od częstotliwości: E = h · f, albo równoważnie z długości fali: E = h · c ÷ λ (h — stała Plancka). Kalkulator przyjmuje λ w nanometrach lub f w terahercach i podaje wynik w trzech walutach: elektronowoltach (język fizyki atomowej), dżulach (SI, w notacji wykładniczej) i kJ/mol — bo chemicy liczą fotony molami jak cząsteczki.
Krótsza fala = mocniejszy cios
Wzór E = hc/λ ma λ w mianowniku: im krótsza fala, tym większa energia fotonu. Skala widma w eV: podczerwień <1,7, czerwień ~1,8, zieleń ~2,25, fiolet ~3,1, UV 3,3–12, rentgen — tysiące. Granica ~3,5–4 eV jest biologicznie kluczowa: tyle trzeba, by zrywać wiązania chemiczne. Dlatego UV uszkadza DNA i skórę, a czerwone światło — choćby najjaśniejsze — nie: miliard słabych fotonów nie zsumuje się w jeden mocny. To odkrycie (efekt fotoelektryczny) dało Einsteinowi Nobla.
Przykład krok po kroku
Zielone światło λ = 550 nm: E = 6,626·10⁻³⁴ × 2,998·10⁸ ÷ 550·10⁻⁹ = 3,61·10⁻¹⁹ J = 2,254 eV. Mol takich fotonów: ~217,5 kJ — energia porównywalna z wiązaniami chemicznymi, i właśnie dlatego światło napędza fotosyntezę. Ten sam wynik dostaniesz z częstotliwości 545 THz — sprawdź oba tryby.
Elektronowolt — poręczna moneta mikroświata
1 eV = 1,602·10⁻¹⁹ J — energia elektronu rozpędzonego napięciem 1 wolta. W tej walucie mikroświat liczy się wygodnie: fotony widzialne 1,8–3,1 eV, praca wyjścia metali 2–5 eV, przerwa energetyczna krzemu 1,12 eV (dlatego fotowoltaika łapie widzialne i bliską podczerwień, a szkło — przepuszczające <3,1 eV — blokuje UV i chroni przed oparzeniem przez okno... choć nie przed UVA). Diody LED działają „od tyłu”: napięcie diody ≈ energia fotonu w eV — niebieska LED potrzebuje ~3 V, czerwona ~1,8 V!
Gdzie się to przydaje?
Fotowoltaika (dopasowanie widma do półprzewodnika), projektowanie i rozumienie LED oraz laserów, fotochemia i fotosynteza (kJ/mol!), ochrona przed UV, spektroskopia (identyfikacja pierwiastków po energiach), fizyka kwantowa na maturze i studiach. W parze z kalkulatorem długości fali masz pełny translator: metry ↔ herce ↔ elektronowolty.