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Energia di un fotone

Come si calcola l'energia di un fotone?

Un'onda elettromagnetica si propaga nel vuoto con lunghezza d'onda pari a 10-10 m.

Si determini l'energia associata al fotone dell'onda elettromagnetica.

Svolgimento

L'esercizio propone il caso di un'onda elettromagnetica che si propaga nel vuoto con una lunghezza d'onda pari a 10-10 m.

Si vuole determinare l'energia associata al fotone.

L'energia di un fotone si calcola con la seguente formula:

fotone

nella quale:

  • E è l'energia del fotone e si misura in J;
  • h è la costante di Planck che vale 6,625·10-34 J·s;
  • v è la frequenza che si misura in Hz (Hz = 1 /s).

Dell'onda elettromagnetica conosciamo la lunghezza d'onda ma non la frequenza.

Ricordiamo la formula per il calcolo della frequenza:

formula della frequenza

Nella quale:

Calcoliamo v:

v = c / λ = (3 · 108 m/s ) / (10-10 m) = 3 · 1018 Hz

Calcoliamo infine l'energia del fotone:

E = h · v = (6,625·10-34 J · s) · (3 · 1018 1/s) = 1,987 ·10-15 J

Pertanto l'energia del fotone associato all'onda elettromagnetica è pari a 1,987 ·10-15 J.

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