Το φως είναι μια μοναδική μορφή ενέργειας, καθώς εμφανίζει ιδιότητες τόσο των σωματιδίων όσο και των κυμάτων. Η θεμελιώδης μονάδα φωτός που έχει αυτή τη δυαδικότητα «κύματος-σωματιδίου» ονομάζεται φωτονίο. Πιο συγκεκριμένα, τα φωτόνια είναι πακέτα κυμάτων που περιέχουν ένα ορισμένο μήκος κύματος και συχνότητα ανάλογα με τον τύπο του φωτός. Τόσο το μήκος κύματος όσο και η συχνότητα επηρεάζουν την ενέργεια ενός φωτονίου. Επομένως, μπορείτε να υπολογίσετε την ενέργεια ενός γραμμομορίου φωτονίων είτε από το μήκος κύματος του φωτός είτε από τη συχνότητα.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Για να βρείτε την ενέργεια ενός φωτονίου, πολλαπλασιάστε τη σταθερά του Planck με την ταχύτητα του φωτός και, στη συνέχεια, διαιρέστε με το μήκος κύματος του φωτονίου. Για ένα γραμμομόριο φωτονίων, πολλαπλασιάστε το αποτέλεσμα με τον αριθμό του Avogadro.
Προσδιορίστε το μήκος κύματος σε μέτρα
Προσδιορίστε το μήκος κύματος ή τη συχνότητα της δέσμης φωτός. Κανονικά δηλώνετε το μήκος κύματος σε νανόμετρα (nm) και το μετατρέπετε σε μέτρα για σκοπούς υπολογισμού ενέργειας. Σημειώστε ότι είναι εύκολο να μετατρέψετε μεταξύ συχνότητας και μήκους κύματος χρησιμοποιώντας την εξίσωση, την ταχύτητα του φωτός, c, ισούται με τη συχνότητα επί το μήκος κύματος. Για παράδειγμα, υποθέστε ότι το φως έχει ένα δεδομένο μήκος κύματος 500 nm. μετατρέψτε αυτήν τη μέτρηση σε μέτρα πολλαπλασιάζοντας επί 10
Υπολογισμός ενέργειας φωτονίων
Αντικαταστήστε αυτήν την τιμή στην εξίσωση για την ενέργεια του φωτονίου. Η ενέργεια ενός φωτονίου είναι ίση με το προϊόν της ταχύτητας του φωτός, ή 3,0 x 108 m / s, και η σταθερά του Planck, προσδιορίζεται ως 6,63 x 10-34, διαιρούμενο με το μήκος κύματος. Επομένως, χρησιμοποιώντας το παράδειγμα προβλήματος, η ενέργεια ενός φωτονίου θα είναι ίση με 3,9 x 10-19 Τζουλς.
\ text {energy of photon} = \ frac {ch} {\ lambda} = \ frac {(3 \ φορές 10 ^ 8) (6,63 \ φορές 10 ^ {- 34})} {5 \ φορές 10 ^ {- 7 }} = 3,9 \ φορές 10 ^ {- 19} \ κείμενο {Joules}
Πολλαπλασιάστε με τον αριθμό του Avogadro
Πολλαπλασιάστε την τιμή ενέργειας του φωτονίου με τον αριθμό του Avogadro για να βρείτε την ενέργεια ενός γραμμομορίου φωτονίων. Ο αριθμός του Avogadro είναι η ποσότητα του αριθμού μορίων ή σωματιδίων σε ένα γραμμομόριο μιας συγκεκριμένης ουσίας και ισούται με 6,02 x 1023. Επομένως, η τιμή που υπολογίστηκε στο προηγούμενο βήμα είναι η ενέργεια ενός σωματιδίου. πολλαπλασιάστε τον με τον αριθμό του Avogadro για να προσδιορίσετε την ενέργεια ενός γραμμομορίου.
(3,9 \ φορές 10 ^ {- 19}) (6,02 \ φορές 10 ^ {23}) = 2,3 \ φορές 10 ^ 5 \ κείμενο {joules}
