Calculadora de energía de fotones: E = hν y E = hc/λ🌎
Actualizado junio de 2026La energía de un fotón se calcula con E = h·ν, donde h = 6.626×10⁻³⁴ J·s (constante de Planck) y ν es la frecuencia en Hz. Si conocés la longitud de onda λ en nanómetros, usá el atajo: E [eV] ≈ 1240 / λ [nm]. Ejemplos: luz verde (550 nm) → 2,25 eV; UV-C (254 nm) → 4,88 eV; infrarrojo (1000 nm) → 1,24 eV.
La calculadora de energía de fotones te da el resultado en joules (J) y electronvoltios (eV) a partir de la frecuencia o la longitud de onda, usando la ecuación de Planck-Einstein: E = h·ν (o equivalentemente E = h·c/λ). La constante de Planck vale h = 6.626×10⁻³⁴ J·s y la velocidad de la luz c = 2.998×10⁸ m/s. Se usa en óptica, espectroscopía, física cuántica, energía solar y fotoquímica. El resultado incluye la región del espectro electromagnético: infrarrojo, luz visible, ultravioleta o rayos X.
Cuándo usar esta calculadora
- Determinar la energía de un fotón de luz UV-C (254 nm) para evaluar su capacidad de romper enlaces en el ADN (E ≈ 4,88 eV, por encima del umbral de ionización de muchas moléculas orgánicas).
- Calcular la energía de fotones infrarrojos emitidos por un láser de CO₂ (10.600 nm, ≈ 0,117 eV) usado en aplicaciones industriales de corte y medicina estética.
- Verificar si un fotón de rayos X de diagnóstico médico (0,1 nm, ≈ 12.400 eV) tiene energía suficiente para ionizar tejidos biológicos.
- Estimar la energía máxima aprovechable por una celda solar de silicio cristalino, cuyo band-gap es de 1,12 eV, equivalente a fotones de longitud de onda ≤ 1.107 nm (infrarrojo cercano).
- Resolver ejercicios del efecto fotoeléctrico: dados la función trabajo de un metal (ej. aluminio: φ ≈ 4,08 eV) y la frecuencia de la luz incidente, calcular la energía cinética máxima del electrón eyectado.
- Analizar la energía de las líneas espectrales de emisión del hidrógeno (serie de Balmer: λ entre 410 nm y 656 nm, es decir E entre 1,89 eV y 3,02 eV) para identificar transiciones electrónicas.
Ejemplo: luz verde (λ = 550 nm)
- Dato: longitud de onda λ = 550 nm = 550×10⁻⁹ m
- E = h·c / λ = (6.626×10⁻³⁴ × 2.998×10⁸) / (550×10⁻⁹)
- E = 1.986×10⁻²⁵ / 5.50×10⁻⁷ = 3.61×10⁻¹⁹ J
- En eV: 3.61×10⁻¹⁹ / 1.602×10⁻¹⁹ = 2,25 eV
- Atajo: E ≈ 1240 / 550 nm = 2,25 eV ✓
Cómo funciona
5 min de lecturaCómo calcular la energía de un fotón
La energía de un fotón se calcula con la ecuación de Planck-Einstein, disponible en dos formas equivalentes según el dato de partida:
# Si conocés la frecuencia ν (Hz):
E = h · ν
# Si conocés la longitud de onda λ (m):
E = h · c / λ
# Constantes universales (valores exactos SI 2019):
h = 6.62607015 × 10⁻³⁴ J·s (constante de Planck)
c = 2.99792458 × 10⁸ m/s (velocidad de la luz en el vacío)
# Conversión a electronvoltios:
E [eV] = E [J] / 1.602176634 × 10⁻¹⁹
# Atajo muy práctico con λ en nanómetros:
E [eV] ≈ 1240 / λ [nm]El atajo E [eV] ≈ 1240 / λ [nm] es el más usado en física y óptica para cálculos rápidos. Es exactamente válido porque 1240 ≈ h·c expresado en eV·nm.
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Tabla de energías de fotones por longitud de onda
| λ (nm) | Región espectral | E (eV) | E (J) | Ejemplo |
|---|---|---|---|---|
| 10 | Rayos X blandos | 124 | 1,99×10⁻¹⁷ | Litografía UV extrema |
| 100 | UV-C | 12,4 | 1,99×10⁻¹⁸ | Rayos X diagnóstico |
| 254 | UV-C germicida | 4,88 | 7,82×10⁻¹⁹ | Desinfección con mercurio |
| 365 | UV-A | 3,40 | 5,44×10⁻¹⁹ | Resinas fotocurables |
| 400 | Violeta visible | 3,10 | 4,97×10⁻¹⁹ | Límite visible humano |
| 450 | Azul visible | 2,76 | 4,42×10⁻¹⁹ | LEDs azules, pantallas |
| 532 | Verde visible | 2,33 | 3,73×10⁻¹⁹ | Punteros láser verdes |
| 550 | Verde visible | 2,25 | 3,61×10⁻¹⁹ | Máxima sensibilidad del ojo |
| 630 | Rojo visible | 1,97 | 3,16×10⁻¹⁹ | LEDs rojos, láser He-Ne |
| 700 | Rojo límite | 1,77 | 2,84×10⁻¹⁹ | Límite visible humano |
| 850 | NIR | 1,46 | 2,34×10⁻¹⁹ | Telecomandos IR |
| 1064 | NIR | 1,17 | 1,87×10⁻¹⁹ | Láser Nd:YAG |
| 1550 | NIR | 0,80 | 1,28×10⁻¹⁹ | Fibra óptica telecom |
| 10600 | IR medio | 0,117 | 1,87×10⁻²⁰ | Láser CO₂ industrial |
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Tabla de energías por frecuencia
| ν | Unidad | E (eV) | E (J) |
|---|---|---|---|
| 100 | MHz | 4,14×10⁻⁷ | 6,63×10⁻²⁶ |
| 1 | GHz | 4,14×10⁻⁶ | 6,63×10⁻²⁵ |
| 2,45 | GHz (microondas) | 1,01×10⁻⁵ | 1,62×10⁻²⁴ |
| 100 | GHz | 4,14×10⁻⁴ | 6,63×10⁻²³ |
| 1 | THz | 4,14×10⁻³ | 6,63×10⁻²² |
| 100 | THz | 0,414 | 6,63×10⁻²⁰ |
| 500 | THz | 2,07 | 3,31×10⁻¹⁹ |
| 750 | THz | 3,10 | 4,97×10⁻¹⁹ |
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Tabla de regiones espectrales
| Región espectral | λ (nm) | ν (THz) | E (eV) | Aplicación típica |
|---|---|---|---|---|
| Rayos gamma | < 0,01 | > 3×10⁷ | > 124.000 | Medicina nuclear |
| Rayos X duros | 0,01–0,1 | 3×10⁶–3×10⁷ | 12.400–124.000 | Diagnóstico por imagen |
| Rayos X blandos | 0,1–10 | 3×10⁴–3×10⁶ | 124–12.400 | Litografía de chips |
| UV-C (germicida) | 100–280 | 1.070–3.000 | 4,4–12,4 | Desinfección, ruptura ADN |
| UV-A / UV-B | 280–400 | 750–1.070 | 3,1–4,4 | Bronceado, fotosíntesis |
| Luz visible | 400–700 | 428–750 | 1,77–3,10 | Visión humana, fotovoltaica |
| Infrarrojo cercano | 700–2.500 | 120–428 | 0,50–1,77 | Celdas solares de Si |
| Infrarrojo medio | 2.500–25.000 | 12–120 | 0,05–0,50 | Espectroscopía molecular |
| Microondas | 10⁶–10⁸ | 0,003–0,3 | 1,2×10⁻⁵–1,2×10⁻³ | Comunicaciones, hornos |
| Radio FM (~100 MHz) | ~3×10⁹ | 0,0001 | ~4,1×10⁻⁷ | Radiodifusión |
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Casos típicos resueltos
Caso 1 – Luz verde (λ = 550 nm)
E = h·c / λ = (6.626×10⁻³⁴ × 2.998×10⁸) / (550×10⁻⁹)
E = 3.61×10⁻¹⁹ J = 2,25 eV
Atajo: E ≈ 1240 / 550 = 2,25 eV ✓Caso 2 – Fotón de radio FM (ν = 100 MHz)
E = h·ν = 6.626×10⁻³⁴ × 10⁸ = 6.63×10⁻²⁶ J = 4,14×10⁻⁷ eVSiete órdenes de magnitud menos que la luz visible; no ioniza ni produce efectos fotoquímicos.
Caso 3 – UV-C germicida (λ = 254 nm)
E ≈ 1240 / 254 = 4,88 eVSupera la energía de enlace C–C (~3,6 eV) y C–N (~3,2 eV), explicando por qué destruye el ADN de bacterias y virus.
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Errores comunes al calcular energía de fotones
1. No convertir nm a metros: si usás λ en nanómetros directamente en E = h·c/λ, el resultado queda amplificado 10⁹. Siempre: 1 nm = 10⁻⁹ m.
2. Mezclar eV y J: 1 eV = 1.602×10⁻¹⁹ J. Un error aquí genera discrepancias de 19 órdenes de magnitud.
3. Creer que más longitud de onda = más energía: es al revés. La relación E = hc/λ es inversamente proporcional: rojo (700 nm, 1,77 eV) < violeta (400 nm, 3,10 eV).
4. Confundir energía de un fotón con potencia del haz: un láser de 1 mW a 532 nm emite ~2,7×10¹⁵ fotones/segundo. La fórmula da la energía de UN fotón.
5. La energía no cambia al entrar en un medio óptico: en vidrio (n ≈ 1,5), la longitud de onda observable se reduce pero la frecuencia (y energía) del fotón se conservan.
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Preguntas frecuentes
¿Cuál es la fórmula para calcular la energía de un fotón?
La energía de un fotón se calcula con la ecuación de Planck-Einstein: E = h·ν, donde h = 6.626×10⁻³⁴ J·s es la constante de Planck y ν es la frecuencia en Hz. Si conocés la longitud de onda λ, usás la forma equivalente E = h·c/λ, donde c = 2.998×10⁸ m/s. El atajo práctico es: E [eV] ≈ 1240 / λ [nm].
¿Cuántos eV tiene un fotón de luz visible?
La luz visible va de 400 nm (violeta, 3,10 eV) a 700 nm (rojo, 1,77 eV). En el centro del espectro visible (luz verde, ~550 nm), un fotón tiene aproximadamente 2,25 eV. Se puede calcular rápido con el atajo: E [eV] ≈ 1240 / λ [nm].
¿Cuál es la diferencia entre usar E = hν y E = hc/λ?
Son formas equivalentes de la misma ley, relacionadas por c = λ·ν. Usás E = hν cuando conocés la frecuencia (en Hz) y E = hc/λ cuando conocés la longitud de onda (en metros o nanómetros). Ambas dan el mismo resultado; elegí la que corresponda al dato disponible.
¿Qué valor exacto tiene la constante de Planck h?
Desde la redefinición del SI en 2019 (CGPM), h tiene valor exacto y fijo: h = 6.62607015 × 10⁻³⁴ J·s. Ya no se mide experimentalmente; es una constante definitoria del SI junto con c y la carga elemental e.
¿Por qué la energía del fotón se expresa en electronvoltios (eV)?
En escala atómica los joules dan valores como 10⁻¹⁹, muy incómodos. El electronvoltio (eV) es la energía que gana un electrón al atravesar 1 V de diferencia de potencial: 1 eV = 1.602×10⁻¹⁹ J. Con esta unidad, los fotones visibles quedan entre 1,77 y 3,10 eV, valores manejables.
¿Un fotón de microondas puede ionizar moléculas?
No. La ionización típica requiere energías de 5 a 25 eV. Un fotón de microondas (horno a 2,45 GHz) tiene E ≈ 1,01×10⁻⁵ eV, cinco órdenes de magnitud por debajo del umbral de ionización. Los hornos microondas calientan por rotación dipolar del agua, no por ionización.
¿Cómo se relaciona la energía del fotón con el efecto fotoeléctrico?
Einstein explicó el efecto fotoeléctrico (Nobel 1921) mostrando que un electrón se eyecta solo si E_fotón ≥ φ (función trabajo del metal). La energía cinética máxima del electrón es Ec = hν − φ. Para aluminio (φ = 4,08 eV) se necesita UV con λ ≤ 304 nm. Si E_fotón < φ, no hay efecto fotoeléctrico sin importar la intensidad del haz.
¿Cuántos fotones por segundo emite un láser de 5 mW a 532 nm?
Calculamos la energía por fotón: E ≈ 1240/532 = 2,33 eV = 3,73×10⁻¹⁹ J. Luego: N = P/E = 5×10⁻³ W / 3,73×10⁻¹⁹ J ≈ 1,34×10¹⁶ fotones/segundo. A pesar de su baja potencia, el láser emite billones de billones de fotones por segundo.
¿Cómo se convierte la energía de un fotón a kJ/mol?
Multiplicá la energía de un fotón (en J) por el número de Avogadro Nₐ = 6.022×10²³ mol⁻¹ y dividí por 1000 para pasar a kJ. Ejemplo: UV-C a 254 nm, E = 7,83×10⁻¹⁹ J → E_molar = 7,83×10⁻¹⁹ × 6.022×10²³ / 1000 ≈ 471 kJ/mol, comparable a la energía de muchos enlaces covalentes.
Fuentes y referencias
Metodología y confianza
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Última revisión: 03 de junio de 2026. Los parámetros fiscales, legales y datos se verifican periódicamente con las fuentes citadas.
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