Última actualización: 2026-06-15

Energía del fotón

La luz se propaga como paquetes discretos de energía denominados fotones. La energía que lleva un fotón es proporcional a su frecuencia e inversamente proporcional a su longitud de onda. Esta relación, descubierta por Max Planck en 1900 y ampliada por Albert Einstein en 1905 para explicar el efecto fotoeléctrico, es uno de los resultados fundamentales de la mecánica cuántica. Demuestra que la luz no es simplemente una onda continua, sino que llega en paquetes cuantizados cuyo tamaño depende del color.

Esta calculadora determina la energía de un fotón a partir de su longitud de onda o de su frecuencia, y también muestra la magnitud complementaria.

La fórmula

La energía de un fotón es:

donde $h = 6{,}626 \times 10^{-34}\ \text{J·s}$ es la constante de Planck, $f$ es la frecuencia en hercios, $c = 299\,792\,458\ \text{m/s}$ es la velocidad de la luz en el vacío y $\lambda$ es la longitud de onda en metros. Las dos expresiones son equivalentes porque $f = c/\lambda$.

Electronvoltios frente a julios

Las energías de fotón expresadas en julios son incómodamente pequeñas. Un fotón verde a 550 nm lleva aproximadamente $3{,}6 \times 10^{-19}$ J, un número difícil de interpretar de forma intuitiva. El electronvoltio (eV) es una unidad más natural: $1\ \text{eV} = 1{,}602 \times 10^{-19}\ \text{J}$. En eV, los fotones de luz visible se sitúan en el rango de 1,8 a 3,3 eV, lo que se alinea bien con las energías típicas de transición electrónica en moléculas y semiconductores. Esta calculadora usa eV como unidad predeterminada para el resultado.

Luz visible y espectro electromagnético

La luz visible abarca longitudes de onda de aproximadamente 380 nm (violeta) a 700 nm (rojo). Las energías de fotón correspondientes son:

Más allá de la luz visible, los fotones ultravioleta llevan entre 3 y 100 eV, los fotones de rayos X varios miles de eV, y los fotones de radio fracciones de un microelectronvoltio.

Ejemplo resuelto

Un puntero láser emite luz a una longitud de onda de $\lambda = 500\ \text{nm}$ ($5 \times 10^{-7}\ \text{m}$). La energía del fotón es:

Al introducir 500 nm en esta calculadora se obtiene el mismo resultado. La salida de frecuencia de aproximadamente $5{,}996 \times 10^{14}$ Hz confirma el cálculo.

Por qué importa la energía del fotón

La energía del fotón determina si la luz puede desencadenar un proceso físico o químico determinado. La fotosíntesis depende de fotones de las regiones roja y azul del espectro que llevan exactamente la energía suficiente para excitar las moléculas de clorofila. Las células solares requieren fotones por encima de una energía umbral para liberar electrones de un semiconductor. El ojo humano responde a fotones en el rango de 1,8 a 3,3 eV porque las moléculas fotorreceptoras de la retina tienen picos de absorción en esa ventana. Por debajo de la energía umbral para un proceso dado, aumentar la intensidad de la luz —enviar más fotones— no tiene ningún efecto; solo los fotones de mayor frecuencia (mayor energía) pueden desencadenar la transición.

Relación con otras magnitudes

El producto $h \cdot c \approx 1240\ \text{eV·nm}$ es un atajo útil: dividir 1240 entre la longitud de onda en nanómetros da directamente la energía del fotón en eV. Esta aproximación reproduce la fórmula exacta con mejor precisión que seis cifras significativas. La misma constante aparece en el efecto fotoeléctrico, donde la energía cinética máxima de un electrón emitido es igual a la energía del fotón menos la función de trabajo del metal.