Calculadora de Energía del Fotón

La Calculadora de Energía del Fotón calcula la energía transportada por un solo fotón de luz a partir de su longitud de onda o su frecuencia, usando la famosa relación E = hf = hc/λ. Devuelve la energía tanto en julios como en electronvoltios (eV), te da la frecuencia y la longitud de onda correspondientes, muestra la energía por mol de fotones para química y sitúa el fotón en un espectro electromagnético visual — e incluso revela su color real cuando cae en el rango visible.

¿Qué es la energía del fotón?

La luz está formada por diminutos paquetes de energía llamados fotones. Cada fotón transporta una cantidad fija de energía que depende solo de su frecuencia (o, de forma equivalente, de su longitud de onda), no de lo brillante que sea la luz. Un haz más intenso simplemente contiene más fotones; cada fotón individual sigue transportando la misma energía. Esta cuantización de la energía de la luz, introducida por Max Planck y Albert Einstein, es un pilar de la física cuántica y explica fenómenos como el efecto fotoeléctrico.

Fórmula de la energía del fotón

Hay dos formas equivalentes de escribir la ecuación de la energía del fotón, vinculadas por la relación de onda c = fλ:

donde:

• E — energía del fotón (julios, J)
• h — constante de Planck = 6.62607015 × 10⁻³⁴ J·s
• f — frecuencia (hercios, Hz)
• c — velocidad de la luz = 2.99792458 × 10⁸ m/s
• λ — longitud de onda (metros, m)

Para expresar la respuesta en electronvoltios, divide la energía en julios entre 1.602176634 × 10⁻¹⁹ J/eV. Un atajo útil que conviene recordar es E (eV) ≈ 1240 / λ (nm), que sale directamente de hc expresado en eV·nm.

El espectro electromagnético

La energía del fotón aumenta a medida que la longitud de onda se acorta. La tabla siguiente muestra las bandas principales desde la energía más baja (radio) hasta la más alta (rayos gamma):

Energía del fotón de fuentes de luz comunes

Por qué importa la energía del fotón

Cómo usar esta calculadora

1. Elige lo que conoces: selecciona Longitud de onda, Frecuencia o Energía en el primer desplegable.
2. Introduce el valor y la unidad: escribe tu número y elige la unidad correspondiente (nm, µm, GHz, THz, eV y más).
3. Haz clic en Calcular: la herramienta aplica E = hf = hc/λ y convierte a todas las unidades a la vez.
4. Revisa tus resultados: consulta la energía en julios y eV, la energía por mol, la posición en el espectro y el color visible si el fotón está en el rango visible.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la fórmula de la energía del fotón?

La energía del fotón es E = hf, donde h es la constante de Planck (6.62607015 × 10⁻³⁴ J·s) y f es la frecuencia. Como la velocidad de la luz c es igual a la frecuencia por la longitud de onda, esto equivale a E = hc / λ, de modo que también puedes calcular la energía directamente a partir de la longitud de onda.

¿Cómo convierto la energía del fotón de julios a electronvoltios?

Divide la energía en julios entre 1.602176634 × 10⁻¹⁹, el número de julios en un electronvoltio. Por ejemplo, un fotón de 3.06 × 10⁻¹⁹ J tiene una energía de unos 1.91 eV, que es un fotón típico de luz roja.

¿Cuál es la energía de un fotón de luz visible?

La luz visible abarca aproximadamente de 380 nm (violeta) a 750 nm (rojo). Los fotones violetas llevan unos 3.3 eV, los verdes unos 2.4 eV y los rojos unos 1.7 eV. En julios, estos valores están del orden de 3 a 5 × 10⁻¹⁹ J por fotón.

¿Una longitud de onda más corta significa más energía?

Sí. La energía del fotón es inversamente proporcional a la longitud de onda (E = hc / λ), de modo que las longitudes de onda más cortas transportan más energía. Los rayos gamma y los rayos X tienen longitudes de onda muy cortas y una energía muy alta, mientras que las ondas de radio tienen longitudes de onda largas y una energía muy baja.

¿Qué es la energía por mol de fotones?

Multiplica la energía de un solo fotón en julios por el número de Avogadro (6.022 × 10²³) para obtener la energía de un mol de fotones, a menudo llamada einstein. Al dividir entre 1000 se obtienen kilojulios por mol, lo cual es práctico en fotoquímica. La luz roja a 650 nm es de unos 184 kJ/mol.

¿Cuándo un fotón se convierte en radiación ionizante?

Los fotones con energía superior a unos 10 eV pueden arrancar electrones de los átomos y se consideran ionizantes. Esto incluye el ultravioleta lejano, los rayos X y los rayos gamma. La luz visible, el infrarrojo, las microondas y las ondas de radio son no ionizantes porque su energía está muy por debajo de este umbral.

Recursos adicionales

• Energía del fotón - Wikipedia
• Constante de Planck - Wikipedia
• Espectro electromagnético - Wikipedia