E = h f = h c / λ
光子1個が持つエネルギーは、振動数 f に比例します（プランク・アインシュタインの関係式）。
E = h f = h c / λ
波長 λ と振動数 f は c = f λ の関係にあります（c は真空中の光速）。
| 記号 | 意味 | 値・単位 |
|---|---|---|
| E | 光子のエネルギー | J（ジュール） |
| h | プランク定数 | 6.626×10⁻³⁴ J·s |
| c | 真空中の光速 | 3.0×10⁸ m/s |
| f | 振動数 | Hz（毎秒） |
| λ | 波長 | m（1 nm = 10⁻⁹ m） |
eV（電子ボルト）への換算：
1 eV = 1.602×10⁻¹⁹ J なので、E[eV] = E[J] ÷ 1.602×10⁻¹⁹。
計算例：波長 λ = 500 nm（緑色の光）のとき
E = (6.626×10⁻³⁴ × 3.0×10⁸) / (500×10⁻⁹) ≒ 3.98×10⁻¹⁹ J ≒ 2.48 eV。
波長を入れると対応する振動数、振動数を入れると対応する波長(nm)も表示します。開いた瞬間に計算されます。
波長や振動数を入力すると、光子1個が持つエネルギーをジュール(J)と電子ボルト(eV)で計算します。可視光・紫外線・X線などの光がどれだけのエネルギーを持つかを、難しい計算なしで確認できます。
光子1個のエネルギー E は、振動数 ν を使うと E = hν、波長 λ を使うと E = hc / λ で求まります。h はプランク定数(6.626×10⁻³⁴ J·s)、c は光速(2.998×10⁸ m/s)です。波長が短いほど、また振動数が高いほどエネルギーは大きくなります。
例えば波長500nm(緑色光)の光子なら、E = (6.626×10⁻³⁴ × 2.998×10⁸) ÷ (500×10⁻⁹) ≒ 3.97×10⁻¹⁹ J となり、これは約2.48eVに相当します。1eV = 1.602×10⁻¹⁹ J で換算できます。
Q. 波長と振動数のどちらを入れればいいですか?
A. どちらか分かっている方で構いません。波長と振動数は c = νλ の関係で結ばれており、結果のエネルギーは同じになります。
Q. なぜeVという単位が使われるのですか?
A. ジュールでは光子1個のエネルギーが10⁻¹⁹のように極端に小さい値になり扱いにくいためです。eVを使うと可視光が1〜3eV程度と、桁が分かりやすくなります。
Q. 計算結果は光1本(ビーム全体)のエネルギーですか?
A. いいえ、これは光子1個あたりのエネルギーです。ビーム全体のエネルギーを知るには、含まれる光子の数を掛ける必要があります。