Светлината е уникална форма на енергия, тъй като показва свойства както на частици, така и на вълни. Основната светлинна единица, която има тази двойственост „вълна-частица“, се нарича фотон. По-конкретно, фотоните са вълнови пакети, които съдържат определена дължина на вълната и честота според вида на светлината. Дължината на вълната и честотата влияят на енергията на фотона. Следователно можете да изчислите енергията на един мол фотони от дължината на вълната или честотата на светлината.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
За да намерите енергията на фотона, умножете константата на Планк по скоростта на светлината, след което разделете на дължината на вълната на фотона. За мол фотони умножете резултата по числото на Авогадро.
Идентифицирайте дължината на вълната в метри
Идентифицирайте дължината на вълната или честотата на лъча светлина. Обикновено посочвате дължината на вълната в нанометри (nm) и я преобразувате в метри с цел изчисляване на енергията. Имайте предвид, че е лесно да конвертирате между честота и дължина на вълната, използвайки уравнението, скоростта на светлината, c, е равна на честотата, умножена по дължината на вълната. Например, да приемем, че светлината има дадена дължина на вълната 500 nm; преобразувайте това измерване в метри, като умножите по 10
-9. По този начин 500 nm е равно на 5.0 x 10-7 м.Изчислете енергията на фотоните
Заместете тази стойност в уравнението за енергията на фотона. Енергията на фотона е равна на произведението на скоростта на светлината или 3.0 х 108 m / s и константата на Планк, идентифицирана като 6,63 x 10-34, разделено на дължината на вълната. Следователно, използвайки примерния проблем, енергията на фотона ще бъде равна на 3,9 х 10-19 Джоули.
\ text {енергия на фотона} = \ frac {ch} {\ lambda} = \ frac {(3 \ по 10 ^ 8) (6,63 \ по 10 ^ {- 34})} {5 \ по 10 ^ {- 7 }} = 3,9 \ по 10 ^ {- 19} \ текст {джаули}
Умножете по числото на Авогадро
Умножете енергийната стойност на фотона по числото на Авогадро, за да намерите енергията на един мол фотони. Числото на Авогадро е количеството на броя на молекулите или частиците в един мол на определено вещество и е равно на 6,02 х 1023. Следователно стойността, изчислена в предишната стъпка, е енергията на една частица; умножете го по числото на Авогадро, за да определите енергията на един мол.
(3,9 \ по 10 ^ {- 19}) (6,02 \ по 10 ^ {23}) = 2,3 \ по 10 ^ 5 \ текст {джаули}