Světlo je jedinečná forma energie v tom, že zobrazuje vlastnosti částic i vln. Základní jednotka světla, která má tuto dualitu „vlnových částic“, se nazývá foton. Přesněji řečeno, fotony jsou vlnové pakety, které obsahují určitou vlnovou délku a frekvenci podle typu světla. Vlnová délka i frekvence ovlivňují energii fotonu. Proto můžete vypočítat energii jednoho molu fotonů z vlnové délky nebo frekvence světla.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Chcete-li najít energii fotonu, vynásobte Planckovu konstantu rychlostí světla a poté ji vydělte vlnovou délkou fotonu. Pro mol fotonů vynásobte výsledek číslem Avogadra.
Identifikujte vlnovou délku v metrech
Určete vlnovou délku nebo frekvenci paprsku světla. Normálně udáváte vlnovou délku v nanometrech (nm) a převádíte ji na metry pro účely výpočtu energie. Všimněte si, že je snadné převádět mezi frekvencí a vlnovou délkou pomocí rovnice, rychlost světla, c, se rovná frekvenci krát vlnová délka. Předpokládejme například, že světlo má danou vlnovou délku 500 nm; převést toto měření na metry vynásobením 10-9. 500 nm se tedy rovná 5,0 x 10-7 m.
Vypočítejte energii fotonu
Nahraďte tuto hodnotu do rovnice pro energii fotonu. Energie fotonu se rovná součinu rychlosti světla neboli 3,0 x 108 m / s a Planckova konstanta identifikovaná jako 6,63 x 10-34, děleno vlnovou délkou. Proto by s použitím příkladu byla energie fotonu rovna 3,9 x 10-19 Jouly.
\ text {energie fotonu} = \ frac {ch} {\ lambda} = \ frac {(3 \ krát 10 ^ 8) (6,63 \ krát 10 ^ {- 34})}} {5 \ krát 10 ^ {- 7 }} = 3,9 \ krát 10 ^ {- 19} \ text {Joules}
Vynásobte Avogadrovým číslem
Vynásobte energetickou hodnotu fotonu číslem Avogadra, abyste našli energii jednoho molu fotonů. Avogadrovo číslo je množství počtu molekul nebo částic v jednom molu konkrétní látky a je rovno 6,02 x 1023. Proto je hodnota vypočítaná v předchozím kroku energií jedné částice; vynásobte to Avogadrovým číslem a určete energii jednoho molu.
(3,9 \ krát 10 ^ {- 19}) (6,02 \ krát 10 ^ {23}) = 2,3 \ krát 10 ^ 5 \ text {jouly}