energía del fotón

La energía de un fotón es la energía que transporta un solo fotón . La cantidad de energía es directamente proporcional a la frecuencia electromagnética del fotón y, por lo tanto, inversamente proporcional a la longitud de onda . Cuanto mayor sea la frecuencia del fotón, mayor será su energía. De igual modo, cuanto mayor sea la longitud de onda del fotón, menor será su energía.

La energía del fotón se puede expresar utilizando cualquier unidad de energía . Entre las unidades comúnmente utilizadas para denotar la energía del fotón se encuentran el electronvoltio (eV) y el julio (así como sus múltiplos, como el microjulio). Como un julio equivale a6,24 × 10 ¹⁸  eV , las unidades más grandes pueden ser más útiles para denotar la energía de fotones con mayor frecuencia y mayor energía, como los rayos gamma , en contraposición a los fotones de menor energía como en las regiones ópticas y de radiofrecuencia del espectro electromagnético .

Una estación de radio FM que transmite a 100 MHz emite fotones con una energía de aproximadamente 4,1357 × 10 ⁻⁷  eV . Esta minúscula cantidad de energía es aproximadamente8 × 10 ⁻¹³ veces la masa de un electrón (a través de la equivalencia masa-energía ).

Los rayos gamma de muy alta energía tienen energías de fotones de 100  GeV a más de 1  PeV (10 ¹¹ a 10 ¹⁵ electronvoltios) o de 16  nJ a 160  μJ. ^{[ 7 ]} Esto corresponde a frecuencias de2,42 × 10 ²⁵  Hz a2,42 × 10 ²⁹  Hz .

Durante la fotosíntesis , moléculas específicas de clorofila absorben fotones de luz roja a una longitud de onda de 700  nm en el fotosistema I , lo que corresponde a una energía de cada fotón de ≈ 2  eV ≈3 × 10 ⁻¹⁹  J ≈ 75 k _B T , donde k _B T denota la energía térmica. Se necesita un mínimo de 48 fotones para la síntesis de una sola molécula de glucosa a partir de CO ₂ y agua (diferencia de potencial químico). 5 × 10 ⁻¹⁸  J ) con una eficiencia máxima de conversión de energía del 35%.

• Radiación electromagnética
• Espectro electromagnético
• Relación de Planck
• fotón suave