Ensiklopedia

Energi foton adalah energi yang dibawa oleh satu foton . Jumlah energi berbanding lurus dengan elektromagnetik foton dan dengan demikian, secara ekuivalen, berbanding terbalik dengan panjang gelombang . Semakin tinggi frekuensi foton, semakin tinggi energinya. Setara, semakin panjang gelombang foton, semakin rendah energinya.

Energi foton dapat diwakili oleh . Unit yang biasa digunakan untuk menunjukkan energi foton adalah electronvolt (eV) dan joule (serta kelipatannya, seperti microjoule). Karena satu joule sama dengan 6.24 × 10 ¹⁸ eV, unit yang lebih besar mungkin lebih berguna dalam menunjukkan energi foton dengan frekuensi yang lebih tinggi dan energi yang lebih tinggi, seperti sinar gama , sebagai lawan dari foton energi yang lebih rendah, seperti yang ada di wilayah frekuensi radio dari spektrum elektromagnetik .

Persamaan untuk energi foton ^{[ 1 ]} adalah

${\displaystyle E={\frac {hc}{\lambda }}}$

Di mana E adalah energi foton, h adalah konstanta Planck , c adalah kecepatan cahaya dalam ruang hampa dan λ adalah panjang gelombang foton . Karena h dan c keduanya konstan , energi foton E berubah dalam hubungan terbalik dengan panjang gelombang λ .

Untuk menemukan energi foton dalam elektronvolts, menggunakan panjang gelombang dalam mikrometer , persamaannya adalah sekitar

${\displaystyle E(eV)={\frac {1.2398}{\mathrm {\lambda } ({\mu }m)}}}$

Oleh karena itu, energi foton pada panjang gelombang 1 μm, panjang gelombang radiasi dekat inframerah , adalah sekitar 1,2398 eV.

Since ${\displaystyle {\frac {c}{\lambda }}=f}$ , di mana f adalah frekuensi, persamaan energi foton dapat disederhanakan

${\displaystyle E=hf}$

Persamaan ini dikenal sebagai . Mengganti h dengan nilainya dalam J⋅s dan f dengan nilainya dalam hertz memberikan energi foton dalam joule. Karenanya, energi foton pada frekuensi 1 Hz adalah 6.62606957 × 10 ⁻³⁴ joules atau 4.135667516 × 10 ⁻¹⁵ eV.

Dalam kimia dan rekayasa optik ,

${\displaystyle E=h{\nu }}$

digunakan di mana h adalah konstanta Planck dan huruf Yunani ν ( nu ) adalah frekuensi foton. ^{[ 2 ]}

Sebuah FM radio yang mentransmisikan stasiun pada 100 MHz memancarkan foton dengan energi sekitar 4,1357 × 10 ⁻⁷ eV. Jumlah energi yang sangat kecil ini sekitar 8 × 10 ⁻¹³ dikali massa elektron (melalui kesetaraan massa-energi).

, memiliki energi foton 100 GeV hingga 100 TeV (10 ¹¹ hingga 10 ¹⁴ electronvolts) atau 16 nanojoules hingga 16 microjoule . Ini sesuai dengan frekuensi 2,42 × 10 ²⁵ hingga 2,42 × 10 ²⁸ Hz.

Selama fotosintesis , molekul klorofil spesifik menyerap foton lampu merah pada panjang gelombang 700 nm dalam fotosistem I , yang bersesuaian dengan energi masing-masing foton ≈ 2 eV ≈ 3 x 10 ⁻¹⁹ J ≈ 75 k _B T, di mana k _B T menunjukkan energi termal. Minimal diperlukan 48 foton untuk sintesis satu molekul glukosa tunggal dari CO ₂ dan air (perbedaan potensial kimia 5 x 10 ⁻¹⁸ J) dengan efisiensi konversi energi maksimal 35%.

• Foton
• Radiasi elektromagnetik
• Spektrum elektromagnetik
• Konstanta Planck and