什么是光子能量计算器？
这款工具用于计算单个光子所携带的能量。光子的能量只取决于它的频率（或者等效地说，取决于波长）。你只需输入以纳米（nm）为单位的波长，或者以太赫兹（THz）为单位的频率，计算器就会返回以焦耳和电子伏特表示的光子能量，并同时给出对应的频率和波长。它适用于电磁波谱的任意波段——无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线乃至伽马射线。
使用方法
首先选择你要输入的是波长还是频率。对于可见光，波长大致从 380 nm（紫光）到 700 nm（红光）。输入数值后即可读出对应的光子能量。切换输入模式还能帮你验证两者之间的反比关系：波长越短、频率越高，光子的能量就越大。
公式解析
普朗克–爱因斯坦关系式为 \(E = hf\)，其中 \(h = 6.626 \times 10^{-34}\ \text{J}\cdot\text{s}\) 是普朗克常数，\(f\) 是以赫兹（Hz）为单位的频率。由于光速将频率与波长联系起来，即 \(c = f\lambda\)（\(c = 2.998 \times 10^{8}\ \text{m/s}\)），我们也可以写成 $$E = \frac{hc}{\lambda}$$ 若要把结果换算成电子伏特，只需将以焦耳表示的能量除以基本电荷 \(1.602 \times 10^{-19}\ \text{C}\)。
实例演算
以波长为 \(500\ \text{nm} = 5.00 \times 10^{-7}\ \text{m}\) 的绿光为例。其频率为 $$f = \frac{c}{\lambda} = \frac{2.998 \times 10^{8}}{5.00 \times 10^{-7}} \approx 5.996 \times 10^{14}\ \text{Hz}$$（约 600 THz）。能量为 $$E = hf = 6.626 \times 10^{-34} \times 5.996 \times 10^{14} \approx 3.97 \times 10^{-19}\ \text{J}$$ 约合 2.48 eV——这正是可见光光子的典型能量值。
常见问题
为什么能量与频率成正比，而不是与波长成正比？量子理论指出，光是以一份份的能量包（光子）形式存在的，每份能量与频率成正比。由于波长与频率成反比，因此波长越短，所携带的能量就越大。
我应该使用什么单位？波长请以纳米（nm）输入，频率请以太赫兹（THz）输入。计算器会在内部自动换算成米和赫兹。
这个结果适用于一束光吗？计算结果是单个光子的能量。如果要得到大量光子的总能量，只需将其乘以光子的数量即可。
