Công cụ tính năng lượng photon theo tần số là gì?
Công cụ này tính năng lượng mà một photon mang theo khi biết tần số của nó, dựa trên hệ thức cơ bản \(E = hf\), trong đó \(h\) là hằng số Planck. Đây là một công cụ vật lý mang tính phổ quát, áp dụng được ở mọi nơi — không bị giới hạn bởi quốc gia hay khu vực nào. Kết quả được hiển thị đồng thời bằng jun (đơn vị SI) và electronvolt (eV), rất tiện cho các bài toán ở quy mô nguyên tử, phân tử và lượng tử.
Cách sử dụng
Bạn nhập tần số của photon theo đơn vị héc (Hz). Có thể dùng ký hiệu khoa học, ví dụ 5e14 để biểu thị \(5 \times 10^{14}\) Hz. Nhấn nút tính toán để xem năng lượng photon theo jun và electronvolt. Tần số càng cao (như tia X và tia gamma) thì photon càng giàu năng lượng, còn tần số thấp (sóng vô tuyến) cho năng lượng rất nhỏ.
Giải thích công thức
Năng lượng của một photon tỉ lệ thuận với tần số của nó:
$$E = h \cdot \text{Frequency (Hz)}$$Hằng số Planck có giá trị cố định \(h = 6{,}62607015 \times 10^{-34}\) jun-giây. Để đổi kết quả từ jun sang electronvolt, ta chia cho điện tích nguyên tố \(1{,}602176634 \times 10^{-19}\) culông, bởi 1 eV chính là năng lượng mà một electron thu được khi đi qua hiệu điện thế một vôn.
Ví dụ minh họa
Với ánh sáng lục có \(f = 5 \times 10^{14}\) Hz:
$$E = 6{,}62607015 \times 10^{-34} \times 5 \times 10^{14} = 3{,}313 \times 10^{-19} \text{ J}$$Chia cho \(1{,}602176634 \times 10^{-19}\) ta được khoảng 2,068 eV — một giá trị năng lượng điển hình của photon ánh sáng nhìn thấy.
Câu hỏi thường gặp
Hằng số Planck là gì? Đây là một hằng số cơ bản của cơ học lượng tử, liên kết năng lượng của photon với tần số của nó, có giá trị được định nghĩa là \(6{,}62607015 \times 10^{-34}\) J·s.
Tôi có thể nhập tần số theo THz hay GHz không? Hãy đổi sang héc trước: \(1 \text{ THz} = 1 \times 10^{12}\) Hz và \(1 \text{ GHz} = 1 \times 10^{9}\) Hz. Sau đó nhập giá trị tương ứng (ví dụ 1e12).
Vì sao lại hiển thị thêm electronvolt? Trong vật lý nguyên tử và lượng tử, năng lượng photon tính theo jun rất nhỏ, nên eV cho một thang đo dễ đọc và quen thuộc hơn.
