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光子能量计算器
使用这个光子能量计算器,您可以探索光子的波长和频率与其能量之间的关系。阅读下面的文本,了解如何计算光子的能量以及什么是普朗克方程。
光对我们来说似乎具有波动特性。它会衍射、干涉和折射。然而,在微观层面上,它是由称为光子的微小能量量子携带的。光子的能量完全取决于其波长或频率。因为光以光速传播,我们可以使用频率或波长来描述它。
普朗克方程
回到光子,它们的能量是多少?单个光子的能量是由普朗克方程给出的一个微小数字。普朗克方程通过普朗克常数h将光子的频率与其能量联系起来:
普朗克常数的单位是(能量)·(时间),您可以将其视为从能量到频率的转换因子。
💡 您可能还对光电效应计算器感兴趣。
如何计算光子的能量
要计算光子的能量,请按照以下简单步骤操作:
- 如果您知道波长,请使用以下公式计算频率:f = c / λ,其中c是光速,f是频率,λ是波长。
- 如果您知道频率,或者刚刚计算出频率,您可以使用普朗克公式找到光子的能量:E = h × f
- 其中h是普朗克常数:h = 6.62607015E-34 m² · kg/s,记住要保持单位的一致性!
这个方程给出了单个不可分割的光量子的能量,我们可以将光视为粒子的集合。反之亦然。我们可以将普通粒子(如电子)视为波。查看德布罗意波长计算器以了解更多关于这个概念的信息。
普朗克光子能量方程
参数说明:
- E – 光子的能量
- h – 普朗克常数
- c – 光速
- λ – 光子的波长
- f – 光子的频率
光子能量计算器
单个光子的能量是一个很小的数字,因为普朗克常数非常微小。波长为520 nm的绿光单个光子的能量为2.38 eV。您可以使用光子能量计算器进一步探索光子能量与其频率或波长之间的关系。
波长为450 nm的光子能量计算:
1. 求频率:用光速除以波长:f = 3×10⁸ m/s / 4.50×10⁻⁷ m = 666.2×10¹² Hz = 666.2 THz
2. 将频率乘以普朗克常数:E = h × f = 666.2×10¹² Hz × 6.626×10⁻³⁴ m²·kg/s = 4.41×10⁻¹⁹ J
3. 将此结果除以电子电荷e,以找到以电子伏特为单位的能量:E [eV] = E [J]/e = 2.75 eV
这个光子的能量是2.75 eV。
电磁波谱中光子的能量
电磁波谱中光子的能量变化很大:
- 极低频无线电波的能量在飞电子伏特量级。它们的波长可以达到数百万米!
- "普通"无线电波(FM电台的那些)的能量为数百纳电子伏特。
- 可见光的能量从约1.5 eV到3.3 eV。
- X射线比可见光至少高出一千倍的能量,位于keV范围内。
- 伽马射线是最高能的电磁辐射,能量超过兆电子伏特:如果它们撞击任何材料,肯定会造成损害!
能量与波长的关系: 波长较短的光子更有能量:较短的波长对应较高的频率,由于普朗克公式E = h × f,我们知道频率与能量成正比。包含最高能光子的光谱区域是与电离辐射相关的区域。从极紫外光到X射线,我们到达伽马射线,这是科学家已知的最高能辐射。
相关概念
光对我们来说似乎具有波动特性。它会衍射、干涉和折射。然而,在微观层面上,它是由称为光子的微小能量量子携带的。光子的能量完全取决于其波长或频率。
您可以查看波长计算器来探索波长和频率之间的关系。我们可以将光视为粒子的集合。反之亦然。我们可以将普通粒子(如电子)视为波。
普朗克常数的单位是(能量)·(时间),您可以将其视为从能量到频率的转换因子。
您可能还对光电效应计算器感兴趣,它可以帮助您理解光子能量在光电效应中的作用。
常见问题
如何计算光子的能量?
要计算光子的能量,请按照以下简单步骤操作:如果您知道波长,请使用公式f = c/λ计算频率,其中c是光速,f是频率,λ是波长。如果您知道频率,或者刚刚计算出频率,您可以使用普朗克公式E = h × f找到光子的能量,其中h是普朗克常数:h = 6.62607015E-34 m²·kg/s。记住要保持单位的一致性!
哪些光子最有能量?
波长较短的光子更有能量:较短的波长对应较高的频率,由于普朗克公式E = h × f,我们知道频率与能量成正比。包含最高能光子的光谱区域是与电离辐射相关的区域。从极紫外光到X射线,我们到达伽马射线,这是科学家已知的最高能辐射。
波长为450 nm的光子能量是多少?
这个光子的能量是2.75 eV。计算过程:1. 求频率:用光速除以波长:f = 3×10⁸ m/s / 4.50×10⁻⁷ m = 666.2×10¹² Hz = 666.2 THz;2. 将频率乘以普朗克常数:E = h × f = 666.2×10¹² Hz × 6.626×10⁻³⁴ m²·kg/s = 4.41×10⁻¹⁹ J;3. 将此结果除以电子电荷e,以找到以电子伏特为单位的能量:E [eV] = E [J]/e = 2.75 eV
电磁波谱中光子的能量是多少?
电磁波谱中光子的能量变化很大:极低频无线电波的能量在飞电子伏特量级,波长可达数百万米;"普通"无线电波(FM电台)的能量为数百纳电子伏特;可见光的能量从约1.5 eV到3.3 eV;X射线比可见光至少高出一千倍的能量,位于keV范围内;伽马射线是最高能的电磁辐射,能量超过兆电子伏特。
| 参数名 | 参数类型 | 默认值 | 是否必传 | 描述 |
|---|---|---|---|---|
| wavelength | number | 否 | 光子的波长值,当inputType为wavelength时必填 | |
| wavelengthUnit | string | nm | 否 | 波长的单位 |
| energyUnit | string | eV | 否 | 输出能量的单位 |
| 参数名 | 参数类型 | 默认值 | 描述 |
|---|---|---|---|
| wavelength | number | 对应的波长值 | |
| frequencyUnit | string | 频率的单位 | |
| energyUnit | string | 能量的单位 | |
| wavelengthUnit | string | 波长的单位 | |
| energy | number | 计算得出的光子能量值 | |
| frequency | number | 对应的频率值 |
| 错误码 | 错误信息 | 描述 |
|---|---|---|
| FP00000 | 成功 | |
| FP03333 | 失败 |
参考上方对接示例
