¿Cuál es la unidad de energía más pequeña que puede tener un fotón o un electrón?

No hay límite inferior. La energía de un fotón es proporcional a su frecuencia, y hasta donde sabemos, en principio puede producir fotones de baja frecuencia arbitraria.

Para el electrón es ligeramente diferente: la energía total del electrón en la relatividad especial es la suma de su energía cinética y la energía de “masa en reposo”. Un electrón que no se mueve en absoluto (¡tenga en cuenta que esto implica una incertidumbre infinita sobre su posición!) Tiene una energía igual a su masa en reposo multiplicada por c al cuadrado, o aproximadamente 511 keV. Esta es la energía mínima que puede tener un electrón.

EDITAR: tras la reflexión: en realidad hay un límite inferior para la energía del fotón, y proviene del principio de incertidumbre. En otra formulación, afirma que el producto de la incertidumbre energética y temporal es del orden de la constante de Planck. Por lo tanto, para producir un fotón de baja energía, se necesita más tiempo que para producir uno de mayor energía. Otra forma de verlo es pensar en la frecuencia: realmente no se puede decir que produjo una onda, a menos que espere un momento en el orden del período de esta onda. Entonces, la energía fotónica mínima es del orden de [matemáticas] E = \ hbar / T [/ matemáticas], donde [matemáticas] T [/ matemáticas] es la edad del universo.

No hay un mínimo, porque siempre puedes hacer que un fotón parezca tener menos energía acelerando hacia él (desplazamiento hacia el rojo). Si estoy en un cuadro de referencia y un fotón viaja en la dirección x positiva, entonces los cuadros que viajan en la dirección x positiva en relación con mí observarán que el fotón tiene una frecuencia más baja y menos energía que yo. Para cuadros cuya velocidad relativa a mí, en la dirección positiva x, se aproxima a la velocidad de la luz, la energía del fotón en su cuadro de referencia se aproxima a cero.

Además, en la relatividad general clásica, puede hacer fotones con energía arbitrariamente baja liberándolos de cada vez más cerca del horizonte de eventos de un agujero negro.

Cero. Como dices, no hay límite inferior. De hecho, una forma de pensar sobre los campos eléctricos y magnéticos estáticos es a partir de un número extremadamente grande de fotones de energía esencialmente cero. (Es un poco más complicado, ya que los fotones radiativos normales tienen E y B en proporción fija, pero estos campos cercanos son excitaciones del mismo campo cuántico).

No soy un estudiante de física, pero por lo que recuerdo,
[matemáticas] E = h \ nu [/ matemáticas]
teóricamente, la energía mínima que puede transportar un fotón es infinitamente pequeña, ya que puede reducir [matemáticas] \ nu [/ matemáticas] a frecuencias muy pequeñas.

Actualizar:
Hay una clase de radiación EM llamada ELF que está en el rango de 3-300Hz. Puede haber algo de frecuencia incluso más baja también.

No hay una unidad de energía más pequeña, baja a cero, continuamente.

Muy, muy bajo.

Todo está definido por una ecuación simple:
Energía del fotón (en julios) = h. Frecuencia del fotón
Donde h es la constante de Planck (6.6 * 10 ^ -34)

Así que escojamos algunos ejemplos

  • La luz visible tiene una frecuencia de ~ 10 ^ 15 Hz, por lo que un fotón tiene una energía de 6.6 * 10 ^ -19 J
  • La radio FM tiene una frecuencia de 100 MHz, por lo que un fotón tiene una energía de 6.6 * 10 ^ -26 = 0.000000000000000000000000066 J

Compare eso con una hamburguesa que tiene una energía química (alimentaria) de ~ 2000000 J y verá la poca energía que hay en un solo fotón.

Al final, sin embargo, la energía del fotón puede ser arbitrariamente pequeña: no hay un límite inferior para la frecuencia de la luz y, por lo tanto, no hay un límite inferior para la energía de un fotón.

Depende de usted que lo que le gusta hacer sea una unidad que debe ser la más pequeña de todas y la respuesta está ante usted.
la pregunta correcta debería ser: “¿Cuál es la menor cantidad de energía que puede tener un fotón o un electrón?”