光子能量計算機

輸入已知的波長、頻率或光子能量其中一項,就能換算出另外兩項,並優先顯示光子能量的 eV 與 J。適合查雷射標示、光譜線與 UV 光源參數,也方便用來核對光學作業。

範例

經典的殺菌 UV-C 參考值。可從波長出發,直接比較光子能量在 eV 與 J 下的結果。

光子能量
4.881268 eV · 7.82065 × 10^-19 J
等效波长
254 nm · 0.254 um · 2.54 × 10^-7 m
等效频率
1,180.285268 THz · 1.18029 × 10^15 Hz

僅適用於真空中的單光子關係。本頁不模擬折射率效應、介質中的波長改變、發射線寬、強度,或特定材料的躍遷行為。

有幫助嗎?

範例

計算方式

公式

E=hfE = h \cdot f

E=hcλE = \frac{h \cdot c}{\lambda}

c=λfc = \lambda \cdot f

變數

EE

E 表示這個科學公式中的一個輸入量、中間量或結果量。(J or eV)

ff

频率(Hz)

λ\lambda

波长(m)

hh

高度(J·s)

cc

濃度(m/s)

選擇你已知的量,輸入數值與單位,計算機就會推算出另外兩項。頁面會先顯示光子能量的 eV 與 J,因為在比較 UV、可見光與 IR 光源時,這通常是最好對照的數字。

本計算機依照真空中的單光子關係處理輸入。它會先把你選擇的單位換算成標準 SI 值,再用下列精確常數推導其他物理量。

  • 普朗克常數:h = 6.62607015 × 10^-34 J·s
  • 真空光速:c = 299792458 m/s
  • 電子伏特換算:1 eV = 1.602176634 × 10^-19 J

已知波長時,先用 c = lambda·f 算出頻率,再用 E = h·f 算出能量。已知頻率時,先用 lambda = c / f 算出波長,再用 E = h·f 算出能量。已知光子能量時,會先換算成 J,求出 f = E / h,再以 lambda = c / f 算出波長。這是用來比對光學參數的實用工具,不是光束模擬器,也不是材料響應模型。

常見問題

01這個計算機使用什麼關係式?
它使用標準的真空單光子關係:E = h·f、E = h·c/lambda,以及 c = lambda·f,並採用 h、c 與 eV 轉 J 的精確 SI 定義值。
02為什麼頁面會特別註明只適用於真空關係?
因為這個計算機是在真空條件下,將理想化的單一光子性質換算成另外兩個性質。它不處理折射率效應、材料內部的波長變化、譜線寬度、光束強度,或特定光源的實際發射行為。
03為什麼要同時顯示 eV 和 J?
在光學與光譜領域,光子能量常用 eV 表示;但在公式推導、偵測器說明或部分物理計算中,又常會看到 J。兩種單位一起列出,可以省去再換算一次的麻煩,也更方便交叉比對。
04它和比耳-朗伯定律、斯涅耳定律或能量單位換算器有什麼不同?
比耳-朗伯定律用來處理光在一定路徑長度中的吸收,斯涅耳定律用來描述介質間的折射,而能量單位換算器只是把已知能量值換成別的單位。本頁則是直接推導波長、頻率與光子能量之間的關係。
05它會告訴我顏色、強度,或材料會不會吸收這種光嗎?
不會。這些問題取決於光譜寬度、功率、幾何條件、材料資料,以及光源本身的發光特性,而本計算機刻意不去假裝能模擬這些內容。

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