Calculadora de energía fotónica

Calcule la energía de un solo fotón a partir de su longitud de onda o frecuencia. Introduzca cualquiera de los dos valores para ver la energía fotónica correspondiente en electronvoltios (eV) y julios (J), junto con su frecuencia o longitud de onda en el vacío equivalentes. Use esta herramienta al revisar cristales ópticos, cristales láser, ventanas y materiales para una longitud de onda concreta.

Entradas

Resultados

Frecuencia —

Longitud de onda —

Energía (eV) —

Energía (julios) —

Región del espectro EM —

Fórmula

E = h × f = (h × c) / λ

La energía fotónica depende de la longitud de onda o de la frecuencia. Este cálculo no determina si un material transmite esa longitud de onda ni si puede soportar una potencia láser concreta.

Cómo usar la calculadora de energía fotónica

Seleccione longitud de onda o frecuencia como entrada.
Introduzca el valor y compruebe su unidad. Las longitudes de onda ópticas suelen darse en nm o µm; la frecuencia se expresa en Hz o un múltiplo como THz.
Revise la energía fotónica en eV y J, más la longitud de onda o frecuencia correspondiente.
Al usar una longitud de onda en la fórmula de energía, use su longitud de onda en el vacío. Una longitud de onda medida dentro de un cristal es más corta por el índice de refracción del material, mientras que la frecuencia de la luz y la energía fotónica permanecen iguales.

Fórmula de la energía fotónica

E = hf = hc / λ₀

Donde E es la energía de un fotón, f es la frecuencia, λ₀ es la longitud de onda en el vacío, h es la constante de Planck y c es la velocidad de la luz en el vacío.

Para una longitud de onda introducida en nanómetros, una aproximación útil es:

E (eV) ≈ 1239.84 / λ₀ (nm)

Una longitud de onda en el vacío más corta corresponde a una energía fotónica mayor. La calculadora usa las constantes físicas definidas para la conversión completa; el atajo anterior está redondeado para estimaciones rápidas. NIST proporciona las constantes fundamentales usadas en estas relaciones.

Ejemplo: luz de 1064 nm

Para una longitud de onda en el vacío de 1064 nm:

E ≈ 1239.84 / 1064 ≈ 1.165 eV por fotón

Este valor describe la energía de un fotón. No es la energía de salida de un haz láser completo, que también depende de cuántos fotones se emiten.

Energía fotónica en longitudes de onda ópticas habituales

Los valores siguientes son energías aproximadas por fotón, calculadas a partir de la longitud de onda en el vacío. Las longitudes de onda son ejemplos de comparación; no son calificaciones de transmisión ni de compatibilidad láser para ningún material concreto.

Región aproximada	Longitud de onda en el vacío	Energía fotónica
Ultravioleta	355 nm	3.493 eV
Visible	532 nm	2.331 eV
Visible	633 nm	1.959 eV
Infrarrojo cercano	808 nm	1.534 eV
Infrarrojo cercano	1064 nm	1.165 eV
Infrarrojo cercano	1550 nm	0.800 eV
Infrarrojo medio	10,600 nm (10.6 µm)	0.117 eV

Los límites entre regiones espectrales nombradas varían según la convención. Las energías fotónicas están redondeadas.

Uso de la energía fotónica en la selección de materiales ópticos

La energía fotónica ayuda a traducir un requisito de longitud de onda en un valor usado en espectroscopia, transiciones electrónicas e investigación óptica. Es solo una parte de la selección de un material óptico.

Para una ventana o sustrato, compruebe el intervalo de transmisión del material, el espesor, la calidad superficial, el recubrimiento y las condiciones de operación en la longitud de onda prevista. Para un cristal láser o de óptica no lineal, revise también las propiedades relevantes del proceso previsto, como la longitud de onda de emisión o conversión, la orientación del cristal y las especificaciones aplicables de daño o potencia.

Stanford Advanced Materials ofrece productos que incluyen cristales láser Nd:YAG, cristales ópticos no lineales BBO y ventanas de fluoruro de calcio. Consulte las especificaciones individuales del producto en lugar de juzgar la idoneidad solo por la energía fotónica.

Preguntas frecuentes

¿Una longitud de onda más corta significa siempre una energía fotónica mayor?

Sí, al comparar longitudes de onda en el vacío. La energía fotónica es inversamente proporcional a la longitud de onda en el vacío: E = hc/λ₀.

¿Cuál es la diferencia entre eV y J?

Son dos unidades de energía. El electronvoltio es cómodo para fotones individuales; el julio es la unidad SI. 1 eV = 1.602176634 × 10⁻¹⁹ J.

¿La energía fotónica es lo mismo que la potencia láser?

No. La energía fotónica es la energía de un fotón. La potencia láser describe la energía entregada por unidad de tiempo y depende del flujo de fotones además de la energía fotónica.

¿Debo introducir la longitud de onda en el aire o dentro de un cristal?

Use la longitud de onda en el vacío para la relación longitud de onda–energía de la calculadora. La longitud de onda dentro de un cristal depende de su índice de refracción; la frecuencia de la luz y la energía fotónica no cambian solo porque entre en ese material.

¿Puede esta calculadora indicar si una ventana óptica transmite la luz?

No. Calcula la energía fotónica a partir de la longitud de onda o la frecuencia. La idoneidad de una ventana requiere datos de transmisión y otros datos de producto en la longitud de onda prevista.

Tabla de conversión granulométrica

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