Что такое калькулятор длины волны по энергии фотона?
Этот инструмент переводит энергию фотона в соответствующую ей длину волны по соотношению Планка — Эйнштейна. Поскольку энергия и длина волны связаны обратно пропорционально, высокоэнергетические фотоны (например, рентгеновские) имеют очень короткую длину волны, а низкоэнергетические (например, радиоволны) — длинную. Введите значение энергии в электронвольтах (эВ) или джоулях (Дж) и сразу получите длину волны в нанометрах и метрах, а также частоту фотона.
Как пользоваться калькулятором
Введите энергию фотона в поле ввода, выберите единицу измерения (эВ или Дж) — и калькулятор рассчитает длину волны. Электронвольты удобны в атомной, оптической физике и физике частиц, а джоуль — единица системы СИ. Результат в нанометрах помогает понять, в какую область электромагнитного спектра попадает фотон: видимый свет лежит примерно в диапазоне 380–750 нм.
Разбираем формулу
Длина волны вычисляется по формуле
$$\lambda = \frac{h\,c}{E}$$где \(h = 6{,}62607015\times10^{-34}\ \text{Дж}\cdot\text{с}\) — постоянная Планка, а \(c = 2{,}99792458\times10^{8}\ \text{м/с}\) — скорость света. Если энергия задана в эВ, сначала её переводят в джоули, умножая на \(1{,}602176634\times10^{-19}\ \text{Дж/эВ}\). Частоту находят по формуле \(\nu = E / h\).
Пример расчёта
Допустим, энергия фотона равна 2,0 эВ. Переводим в джоули:
$$2{,}0 \times 1{,}602176634\times10^{-19} = 3{,}204\times10^{-19}\ \text{Дж}$$Тогда
$$\lambda = \frac{6{,}62607015\times10^{-34} \times 2{,}99792458\times10^{8}}{3{,}204\times10^{-19}} \approx 6{,}199\times10^{-7}\ \text{м} = \text{около } 620\ \text{нм}$$— это оранжево-красный участок видимого света.
Частые вопросы
Почему длина волны обратно пропорциональна энергии? Потому что произведение hc постоянно: чем больше энергия, тем короче длина волны.
Есть ли быстрая формула для эВ? Удобное приближение: \(\lambda(\text{нм}) \approx 1239{,}84 / E(\text{эВ})\).
Подходит ли это для любого фотона? Да — гамма-излучение, рентген, ультрафиолет, видимый свет, инфракрасное излучение, микроволны и радиоволны подчиняются одному и тому же соотношению.
