ما هي حاسبة تحويل الطاقة إلى طول موجي؟
تحوّل هذه الأداة طاقة الفوتون إلى طوله الموجي المقابل باستخدام علاقة بلانك–أينشتاين. وبما أن الطاقة والطول الموجي يرتبطان ارتباطًا عكسيًا، فإن الفوتونات عالية الطاقة (مثل الأشعة السينية) تمتلك أطوالًا موجية قصيرة جدًا، بينما الفوتونات منخفضة الطاقة (مثل موجات الراديو) تمتلك أطوالًا موجية طويلة. أدخل قيمة الطاقة بالإلكترون فولت (eV) أو بالجول (J) لتحصل فورًا على الطول الموجي بالنانومتر والمتر، إضافةً إلى تردد الفوتون.
كيفية الاستخدام
اكتب طاقة الفوتون في خانة الإدخال، واختر الوحدة (eV أو J)، وستعرض لك الحاسبة الطول الموجي. يُعد الإلكترون فولت وحدةً عمليةً في فيزياء الذرّة والبصريات وفيزياء الجسيمات، أما الجول فهو الوحدة المعتمدة في النظام الدولي (SI). والنتيجة بالنانومتر مفيدة لمعرفة موقع الفوتون ضمن الطيف الكهرومغناطيسي، إذ يمتد الضوء المرئي تقريبًا بين 380 و750 نانومترًا.
شرح المعادلة
يُعطى الطول الموجي بالعلاقة $$\lambda = \frac{h\,c}{E}$$ حيث \(h = 6.62607015\times10^{-34}\) جول·ثانية هو ثابت بلانك، و\(c = 2.99792458\times10^{8}\) متر/ثانية هي سرعة الضوء. وإذا أُدخلت الطاقة بالإلكترون فولت، فإنها تُحوَّل أولًا إلى الجول بالضرب في \(1.602176634\times10^{-19}\) جول/إلكترون فولت. أما التردد فيُحسب من العلاقة \(\nu = E / h\).
مثال محلول
لنفترض أن لفوتون طاقةً مقدارها 2.0 إلكترون فولت. عند تحويلها إلى الجول: \(2.0 \times 1.602176634\times10^{-19} = 3.204\times10^{-19}\) جول. ومن ثمّ: $$\lambda = \frac{6.62607015\times10^{-34} \times 2.99792458\times10^{8}}{3.204\times10^{-19}} \approx 6.199\times10^{-7}\ \text{متر} = \text{نحو } 620\ \text{نانومتر}$$ — أي ضوء مرئي بلون برتقالي–أحمر.
الأسئلة الشائعة
لماذا يتناسب الطول الموجي عكسيًا مع الطاقة؟ لأن حاصل ضرب \(hc\) ثابت، لذا فإن زيادة الطاقة تستلزم تقصير الطول الموجي.
ما الاختصار السريع عند استخدام الإلكترون فولت؟ هناك تقريب عملي مفيد هو: \(\lambda(\text{نانومتر}) \approx 1239.84 / E(\text{إلكترون فولت})\).
هل تنطبق الحاسبة على أي فوتون؟ نعم — فأشعة جاما والأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء والموجات الميكروية وموجات الراديو، جميعها تخضع للعلاقة نفسها.
