Matematisk er dette forhold udtrykt ved følgende ligning:
E =hc/λ
Hvor:
- E repræsenterer fotonens energi i joule (J)
- h er Plancks konstant (ca. 6,63 × 10^-34 Js)
- c er lysets hastighed i et vakuum (ca. 3 × 10^8 meter pr. sekund)
- λ repræsenterer fotonens bølgelængde i meter (m)
Når energien stiger:
- Kortere bølgelængde:Fotonen skifter til en kortere bølgelængde og optager et område med højere energi i det elektromagnetiske spektrum. For eksempel kan øget energi af synligt lys producere ultraviolet lys.
- Højere frekvens:Fotonens frekvens, som er omvendt proportional med bølgelængden, stiger, når energien stiger. Højenergifotoner har højere frekvenser.
- Øget intensitet:Hvis der udsendes flere fotoner med højere energi, kan det resultere i øget intensitet eller lysstyrke af lyset.
Omvendt fører faldende energi til længere bølgelængder og lavere frekvenser. Forståelse af dette energi-bølgelængdeforhold er afgørende inden for forskellige områder af videnskab og teknologi, såsom optik, spektroskopi, astronomi og partikelfysik.