Calculateur d'énergie d'un photon
Rédigé par Thierno Sadou Diallo, formule vérifiée selon notre méthodologie • Mis à jour le 17/08/2026
L'énergie d'un photon se calcule avec E = h × c ÷ λ, où h est la constante de Planck et c la vitesse de la lumière. Un photon de lumière verte (500 nm) a une énergie d'environ 2,48 électronvolts (eV).
Explication
En physique quantique, la lumière se comporte à la fois comme une onde et comme un flux de particules appelées photons, chacun transportant une quantité d'énergie précise et directement liée à sa longueur d'onde (ou, de façon équivalente, à sa fréquence — voir notre calculateur de longueur d'onde et fréquence pour cette relation). Plus la longueur d'onde est courte, plus l'énergie du photon est élevée : c'est pourquoi la lumière violette (longueur d'onde plus courte, autour de 400 nm) transporte plus d'énergie par photon que la lumière rouge (longueur d'onde plus longue, autour de 700 nm), et pourquoi les rayons ultraviolets, encore plus courts que le violet visible, transportent suffisamment d'énergie par photon pour endommager l'ADN et provoquer des brûlures cutanées, contrairement à la lumière visible ou aux infrarouges. L'énergie du photon s'exprime en joules dans le Système International, mais cette unité donne des valeurs extrêmement petites à l'échelle d'un seul photon (de l'ordre de 10⁻¹⁹ joules pour la lumière visible) ; l'électronvolt (eV), une unité d'énergie adaptée à l'échelle atomique, est donc plus couramment utilisée en physique et en chimie pour exprimer ce type d'énergie de façon plus lisible. La constante de Planck et la vitesse de la lumière sont toutes deux des valeurs exactes par définition depuis la redéfinition du Système International des unités en 2019, ce qui rend ce calcul entièrement déterministe, sans aucune incertitude de mesure sur les constantes elles-mêmes. Un rayonnement suffisamment intense et chaud émet un spectre entier de photons d'énergies différentes, décrit par notre calculateur de la loi de Stefan-Boltzmann pour la puissance totale rayonnée.
Exemple : photon de lumière verte, 500 nm
Données d'entrée
Longueur d'onde : 500 nm.
Calcul
E = (6,62607015×10⁻³⁴ × 299 792 458) ÷ (500×10⁻⁹) ≈ 3,973×10⁻¹⁹ J. Converti en électronvolts : 3,973×10⁻¹⁹ ÷ 1,602176634×10⁻¹⁹ ≈ 2,4797 eV.
Résultat
Un photon de lumière verte à 500 nm transporte une énergie d'environ 2,48 eV.
Questions fréquentes
Pourquoi les rayons ultraviolets sont-ils plus dangereux que la lumière visible ?
Parce que leur longueur d'onde plus courte que la lumière visible leur confère une énergie par photon plus élevée, suffisante dans certains cas pour endommager des liaisons chimiques dans les molécules biologiques, notamment l'ADN des cellules de la peau. C'est ce mécanisme qui explique le rôle des ultraviolets dans les coups de soleil et le risque accru de cancer de la peau lié à une exposition excessive et non protégée.
Pourquoi utiliser l'électronvolt plutôt que le joule pour l'énergie d'un photon ?
Parce que le joule, bien qu'étant l'unité d'énergie du Système International, donne des valeurs numériques extrêmement petites et peu lisibles à l'échelle d'un seul photon (de l'ordre de 10⁻¹⁹ pour la lumière visible). L'électronvolt, défini comme l'énergie gagnée par un électron accéléré à travers une différence de potentiel d'un volt, donne des valeurs de l'ordre de l'unité pour les photons visibles, beaucoup plus pratiques à manipuler et à comparer entre elles.
Cette formule s'applique-t-elle aussi aux ondes radio et aux rayons X ?
Oui, la relation E = hc/λ s'applique à l'ensemble du spectre électromagnétique, des ondes radio (grandes longueurs d'onde, très faible énergie par photon) aux rayons gamma (longueurs d'onde extrêmement courtes, énergie par photon très élevée), en passant par la lumière visible. Seule l'échelle des valeurs change considérablement d'une extrémité à l'autre du spectre.