Inhoud
Fotonen zijn hoeveel licht of elementaire deeltjes elektromagnetische lichtgolven uitzenden. Zichtbaar licht is een uitstekend voorbeeld van fotonen. Verschillende fysieke waarden, waaronder golflengte en frequentie (gemeten in hertz of Hz), karakteriseren fotonen. Fotonenergie kan worden berekend op basis van frequentie of golflengte, met behulp van bepaalde fundamentele fysische constanten.
Stap 1
Noteer de waarden van de fysische constanten die nodig zijn om de energie te berekenen. In dit geval zijn dit:
Lichtsnelheid (c) = 299.792.458 m / s Planck-constante (h) = 4,13566733 * 10 ^ -15 eV Merk op dat de elektronvolt (eV) de eenheid is die gewoonlijk wordt gebruikt om de fotonenergie uit te drukken.
Stap 2
Vermenigvuldig de lichtsnelheid met de constante van Planck en deel het product door de golflengte om de fotonenergie te berekenen. Fotonen in geel zichtbaar licht hebben bijvoorbeeld een golflengte van ongeveer 580 nm of 5,810 ^ -7 m. De energie is dus (299.792.458 m / s) x (4,1356673310-15 eV ^) / (5,8 * 10-7 m) = 2,14 eV.
Merk op dat het voorvoegsel "nano" (n) de magnitude 10 ^ -9 aangeeft.
Stap 3
Een andere benadering is om de fotonfrequentie te vermenigvuldigen met de constante van Planck om de fotonenergie te berekenen. De frequentie van fotonen die overeenkomen met ultraviolette (UV) straling is bijvoorbeeld 7,810 ^ 14 Hz of 780 Thz; de fotonenergie is (7.810 ^ 14 Hz) x (4,133566733 * 10 ^ -15 eV) = 3,23 eV. Merk op dat het voorvoegsel "tera" (T) overeenkomt met de magnitude 10 ^ 12.
Stap 4
Vermenigvuldig de energie in eV met de factor 1,602176510 ^ -19 om zo nodig de rekenwaarde in joules (J) te verkrijgen. De energie van bijvoorbeeld 3,23 eV geconverteerd is gelijk aan 5,1810 ^ -19 J.