Energia do Fóton (E=hf)
Calcule a energia de um fóton a partir da sua frequência pela equação de Planck (E = h·f). Fundamental no estudo de física quântica, óptica e espectroscopia.
E (J)
—
Energia do fóton pela frequência: E = h·f
É só a frequência que define a energia de um fóton: E = h·f = h·c/λ, onde h = 6,626·10⁻³⁴ J·s é a constante de Planck e c = 3·10⁸ m/s. Para passar de joules a elétron-volts, divida por 1,602·10⁻¹⁹. Pegue um fóton visível com f = 5,45·10¹⁴ Hz (λ ≈ 550 nm, verde); ele carrega E ≈ 3,6·10⁻¹⁹ J ≈ 2,25 eV. Suba a frequência rumo ao UV e os fótons ficam mais energéticos, a ponto de ionizar a matéria. Desça para o infravermelho e eles carregam menos, basicamente só aquecendo. Lá em 1905, Einstein explicou o efeito fotoelétrico (que lhe rendeu o Nobel em 1921) mostrando que apenas fótons acima da função de trabalho arrancam elétrons, e que a energia da luz vem em quanta.
Aplicações
Painéis solares, em que o gap de 1,1 eV do silício prende o comprimento de onda de corte por volta de 1100 nm. Espectroscopia atômica e molecular. LEDs, cuja cor emitida acompanha o gap do semicondutor. Aparece também em sensores CCD e CMOS, lasers, fotomultiplicadores e dosimetria de radiação ionizante.
Perguntas frequentes
Qual energia típica de um fóton visível? Vai de cerca de 1,7 eV (vermelho, λ ≈ 700 nm) até 3,1 eV (violeta, λ ≈ 400 nm). O verde em 550 nm cai por volta de 2,25 eV.
Um feixe mais brilhante significa fótons mais energéticos? Não. O brilho só controla quantos fótons chegam por segundo. O que cada um carrega continua dependendo da frequência, e essa foi a percepção-chave de Einstein.
Por que o gap de 1,1 eV do silício importa em células solares? Qualquer fóton abaixo de 1,1 eV (infravermelho além de 1100 nm) não consegue levar um elétron através do gap, então sua energia se perde como calor. É isso que limita a eficiência do silício de junção única.
Ferramentas Relacionadas
Energia de um Fóton
Calcula a energia de um fóton E = h·c/λ a partir do comprimento de onda em nanômetros.
Frequência Natural de Vão de Correia
Calcula a frequência natural de vibração do vão livre de uma correia, f_n = (1 ÷ (2·L))·√(T/m), a partir do comprimento do vão livre L (m, a distância entre as polias), da tração na correia T (N) e da massa por unidade de comprimento m (kg/m). O vão livre de uma correia, entre duas polias, comporta-se como uma CORDA esticada (como a de um violão): quando perturbado, vibra a uma frequência natural que depende da sua tração e da sua massa. Quanto MAIOR a tração, MAIOR a frequência (corda mais esticada, som mais agudo); quanto maior a massa por metro, menor a frequência. Essa relação é a base de um método engenhoso e muito usado para MEDIR a tração de correias em campo: o tensiômetro SÔNICO (ou de frequência) — o técnico dá um 'tapa' na correia para fazê-la vibrar, e um sensor (ou aplicativo de celular) mede a frequência do som; conhecendo o comprimento do vão e a massa da correia, calcula-se a tração de volta (invertendo a fórmula). É muito mais prático e preciso que os métodos antigos de medir a deflexão sob uma força. Manter a tração correta é essencial: correia frouxa escorrega (perde potência, aquece, desgasta) e correia tensa demais sobrecarrega os mancais e reduz a vida da correia. Informe o comprimento do vão, a tração e a massa por unidade de comprimento.
Calculadora comprimento de tubo de orgao fechado
Calcula o comprimento aproximado de um tubo de orgao com uma extremidade fechada para emitir uma frequencia fundamental aplicando L = c / 4f no ar atmosferico.
Os resultados desta ferramenta têm caráter apenas informativo e educativo e não constituem aconselhamento profissional, financeiro, médico, jurídico, tributário ou contábil. Confirme decisões importantes com um profissional qualificado e fontes oficiais.