Calculadora de longitud de onda a frecuencia (c = fλ y energía del fotón)
Elige lo que conoces, introduce una frecuencia o una longitud de onda y, si quieres, el índice de refracción del medio. Obtienes la otra magnitud, la velocidad de la onda y la energía de un fotón.
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Fórmula
- Velocidad de la onda en un medio:
v = c ÷ n, conc = 299 792 458 m/se índice de refracciónn(n = 1 en el vacío). - Relación de la onda:
v = f × λ, así quef = c ÷ (n × λ)yλ = c ÷ (n × f). - Energía del fotón:
E = h × f, conh = 6.62607015e-34 J·s. - Electronvoltios:
E(eV) = E(J) ÷ 1.602176634e-19.
La frecuencia no cambia cuando una onda entra en otro medio; sí cambian la velocidad y la longitud de onda.
Ejemplo resuelto
Un láser verde tiene una longitud de onda en el vacío de 532 nm.
f = 299 792 458 ÷ 532e-9 = 5.63520e14 HzE = 6.62607015e-34 × 5.63520e14 = 3.73392e-19 JE = 3.73392e-19 ÷ 1.602176634e-19 = 2,33053 eV
Luz de 500 nm dentro de vidrio con n = 1,5: f = 299 792 458 ÷ (1,5 × 500e-9) = 3.99723e14 Hz.
Interpretar los resultados
Los valores reales son muy pequeños o muy grandes, así que la longitud de onda se muestra con una unidad legible (m, mm, µm o nm) y también en notación científica, y la energía del fotón se muestra en notación científica en julios y electronvoltios. Para 100 MHz, esto da λ = 2.9979e+0 m, E = 6.6261e-26 J y E = 4.1357e-7 eV. La longitud de onda y la frecuencia se calculan con 10 cifras significativas.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se convierte la longitud de onda en frecuencia?
Divide la velocidad de la onda entre la longitud de onda: f = v ÷ λ. En el vacío, v es la velocidad de la luz, 299.792.458 m/s. Un láser verde de 532 nm tiene f = 299.792.458 ÷ 532e-9 = 5.635e14 Hz.
¿Qué cambia cuando la luz entra en vidrio o agua?
La frecuencia no cambia, pero la velocidad baja a c ÷ n y la longitud de onda se reduce en el mismo factor. La luz de 500 nm en vidrio con n = 1,5 tiene una longitud de onda de 333 nm dentro del vidrio y una velocidad de unos 199.861.639 m/s.
¿Cómo se calcula la energía del fotón?
E = h × f, con la constante de Planck h = 6.62607015e-34 J·s. Un fotón de 5.635e14 Hz tiene 3.734e-19 J. Si se divide entre 1.602176634e-19 J por electronvoltio, se obtienen 2,33 eV.
¿La longitud de onda que introduzco es la del vacío?
No. Cuando calculas la frecuencia, la longitud de onda se toma como la del medio que has elegido con el índice de refracción. Las longitudes de onda de catálogo de láseres y líneas espectrales suelen ser valores del vacío, así que deja el índice en 1 para esos casos.
¿Cuál es la longitud de onda de una señal de radio FM de 100 MHz?
En el aire, que es muy parecido al vacío para la radio, λ = 299.792.458 ÷ 100.000.000 = 2,998 m, es decir, unos 3 metros.