So verwenden Sie es
- Wählen Sie unter Bekannte Größe den Wert, den Sie kennen, und tragen Sie ihn im erscheinenden Feld ein: Wellenlänge oder Frequenz.
- Tragen Sie eine Wellenlänge mit Vorsatz ein, zum Beispiel 500 nm, oder eine Frequenz in Hertz, zum Beispiel 6,0e14 Hz.
- Lesen Sie Frequenz und Wellenlänge ab und danach die Energie eines Photons in Joule und in Elektronenvolt.
- Öffnen Sie So wird gerechnet, um c = λν und E = hν mit den Zahlen zu sehen.
Die Gleichungen
Licht und andere elektromagnetische Wellen haben eine Wellenlänge λ und eine Frequenz ν, und ihre Geschwindigkeit c ist das Produkt aus beiden: c = λν. Da c fest ist, bedeutet eine größere Wellenlänge eine kleinere Frequenz. Die Energie eines Photons ist E = hν, wobei h das Plancksche Wirkungsquantum ist; dieselbe Energie lässt sich als E = hc/λ schreiben.
c = λ × ν = 299 792 458 m/s (genau)
ν = c ÷ λ
E = h × ν, mit h = 6,626 070 15 × 10⁻³⁴ J/Hz (genau)
1 eV = 1,602 176 634 × 10⁻¹⁹ J (genau)
- Die Konstanten c, h und e sind im SI-System genau festgelegt; die einzige Unsicherheit im Ergebnis liegt also in den Zahlen, die Sie eingeben.
- Die Energie ist proportional zur Frequenz: Ein Photon mit doppelter Frequenz hat die doppelte Energie.
Was der Rechner nicht abdeckt
- Licht in einem Medium. Licht wird in Wasser oder Glas langsamer, seine Wellenlänge ist dort bei gleicher Frequenz kürzer. Der Rechner verwendet die Geschwindigkeit im Vakuum und korrigiert das nicht.
- Schall. Seine Wellen breiten sich mit einer Geschwindigkeit aus, die das Medium bestimmt, nicht c. Für Schall verwenden Sie den Dopplereffekt-Rechner.
Rechenbeispiel: Licht mit 500 nm
Eine Wellenlänge von 500 nm sind 5,00 × 10⁻⁷ m. Die Frequenz ist f = c ÷ λ = 2,998 × 10⁸ m/s ÷ 5,00 × 10⁻⁷ m = 5,996 × 10¹⁴ Hz. Ein Photon hat dann E = h × f = 6,626 × 10⁻³⁴ J·s × 5,996 × 10¹⁴ Hz = 3,973 × 10⁻¹⁹ J, das sind 2,48 eV.
| Größe | Wert |
|---|---|
| Frequenz | 5,996 × 10¹⁴ Hz |
| Energie eines Photons | 3,973 × 10⁻¹⁹ J |
| Energie in Elektronenvolt | 2,48 eV |
Häufig gestellte Fragen
Wie rechne ich eine Wellenlänge in eine Frequenz um?
Teilen Sie die Lichtgeschwindigkeit, 299 792 458 m/s, durch die Wellenlänge in Metern. Für 500 nm, also 5,00 × 10⁻⁷ m, ist die Frequenz 5,996 × 10¹⁴ Hz.
Warum wird die Photonenenergie in Elektronenvolt angegeben?
Ein Elektronenvolt ist eine handliche Einheit für die Energie eines Photons. Sichtbares Licht ergibt wenige Elektronenvolt, in Joule wären es etwa 10⁻¹⁹. Ein Elektronenvolt ist genau 1,602 176 634 × 10⁻¹⁹ J.
Warum trägt ein Funkphoton so wenig Energie?
Die Energie eines Photons ist proportional zu seiner Frequenz, und Funkwellen haben viel niedrigere Frequenzen als sichtbares Licht. Eine Funkwelle mit 100 MHz hat Photonen von etwa 4 × 10⁻⁷ eV, das sind 413,6 neV.
Welche Vorsätze kann ich bei der Frequenz eingeben?
Nutzen Sie k für Tausend, M für Millionen und G für Milliarden, etwa 100 MHz. Terahertz liest die Seite nicht als Vorsatz; schreiben Sie die Zahl dann in Exponentialschreibweise, also 400 THz als 4,0e14 Hz.
Ändert sich die Lichtgeschwindigkeit in Wasser oder Glas?
Ja, Licht wird in einem Medium wie Wasser oder Glas langsamer, seine Wellenlänge ist bei gleicher Frequenz daher kürzer. Dieser Rechner verwendet die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum und korrigiert nicht für ein Medium.
Quellen
- OpenStax Chemistry 2e, Abschnitt 6.1: Electromagnetic Energy (c = λν, E = hν, E = hc/λ) (englisch)
- NIST CODATA 2022: Lichtgeschwindigkeit im Vakuum c = 299 792 458 m/s (genau) (englisch)
- NIST CODATA 2022: Plancksches Wirkungsquantum h = 6,626 070 15 × 10⁻³⁴ J/Hz (genau) (englisch)
- NIST CODATA 2022: Elementarladung e = 1,602 176 634 × 10⁻¹⁹ C (genau), daraus das Elektronenvolt (englisch)
Zahlen und Text zuletzt geprüft: Donnerstag, 12. November 2026.