La luz no entrega su energía de forma continua — llega en paquetes discretos llamados fotones, y todo fotón de una frecuencia dada transporta exactamente la misma cantidad de energía. Esta calculadora aplica la relación de Planck-Einstein, E = hf = hc/λ, para convertir cualquier longitud de onda o frecuencia en energía del fotón, tanto en julios como en la escala más práctica del electronvoltio.
Cómo funciona la Calculadora de Energía del Fotón
La calculadora implementa la relación de Planck-Einstein E = hf, donde h es la constante de Planck. Como la velocidad de la luz c relaciona la longitud de onda y la frecuencia mediante c = λf, la misma energía puede escribirse igualmente como E = hc/λ. Ingresa una longitud de onda en la pestaña Energía o una frecuencia en la pestaña Desde Frecuencia, y la calculadora resuelve la forma que corresponda, luego deriva la otra cantidad para que ambas se muestren siempre.
Todos los cálculos usan las constantes recomendadas por CODATA: la constante de Planck h = 6.62607015 × 10⁻³⁴ J·s (exacta, por definición del SI desde 2019) y la velocidad de la luz en el vacío c = 2.99792458 × 10⁸ m/s (también exacta por definición). El resultado se convierte a electronvoltios usando 1 eV = 1.602176634 × 10⁻¹⁹ J.
Las entradas y qué significan
La longitud de onda (λ) se ingresa en nanómetros en la pestaña Energía — la luz visible abarca aproximadamente 380–700 nm, así que esta es la escala natural para la óptica y el color. La frecuencia (f) se ingresa en terahercios (10¹² Hz) en la pestaña Desde Frecuencia, ya que los valores de hercios puros para la luz son poco manejables (la luz visible se ubica alrededor de 400–750 THz). El campo que completes se convierte en la fuente de verdad; la calculadora mantiene sincronizado automáticamente el campo de la otra pestaña.
La energía de salida se reporta en electronvoltios (la unidad práctica para la física y química a escala de fotones) junto con el valor en julios del SI, ya que algunas fórmulas y libros de texto esperan julios directamente.
Por qué las longitudes de onda más cortas transportan más energía
Como E = hc/λ, la energía es inversamente proporcional a la longitud de onda: reducir a la mitad la longitud de onda duplica la energía del fotón. Por eso la luz ultravioleta (de longitud de onda más corta que la luz visible) puede romper enlaces moleculares y causar quemaduras solares, mientras que la luz infrarroja (de longitud de onda más larga) mayormente solo entrega calor. También por eso los rayos X y los rayos gamma — con longitudes de onda miles de veces más cortas que la luz visible — transportan suficiente energía por fotón para ionizar átomos y dañar tejido vivo, algo que los fotones visibles o de radio no pueden hacer sin importar cuántos lleguen.
Límites y casos extremos
Esta calculadora asume que la luz viaja en el vacío (o en aire, que es suficientemente cercano para propósitos cotidianos). La luz se frena en medios más densos como el agua o el vidrio, lo cual cambia su longitud de onda pero no su frecuencia ni la energía del fotón — así que si trabajas con una longitud de onda medida dentro de un material, conviértela primero a la longitud de onda en el vacío. La fórmula también se aplica a cualquier fotón, no solo a la luz visible — la pestaña Espectro clasificará con gusto fotones de radio, microondas, infrarrojo, ultravioleta, rayos X y rayos gamma usando la misma ecuación.