Valgus on ainulaadne energiavorm, kuna sellel on nii osakeste kui ka lainete omadused. Valguse põhiühikut, millel on see “laineosakeste” duaalsus, nimetatakse footoniks. Täpsemalt on footonid lainepaketid, mis sisaldavad teatud lainepikkust ja sagedust vastavalt valguse tüübile. Nii lainepikkus kui ka sagedus mõjutavad footoni energiat. Seetõttu saate ühe mooli footonite energia arvutada kas valguse lainepikkusest või sagedusest.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Footoni energia leidmiseks korrutage Plancki konstant valguse kiirusega ja jagage seejärel footoni lainepikkusega. Mootori footonite korral korrutage tulemus Avogadro numbriga.
Määrake lainepikkus meetrites
Tehke kindlaks valgusvihu lainepikkus või sagedus. Tavaliselt märkite lainepikkuse nanomeetrites (nm) ja teisendate selle energia arvutamiseks meetriteks. Pange tähele, et sageduse ja lainepikkuse vahel on võrrandit lihtne teisendada, valguskiirus c on võrdne sageduse ja lainepikkusega. Näiteks oletame, et valguse lainepikkus on 500 nm; teisendage see mõõtmine meetriteks, korrutades 10-ga-9. Seega võrdub 500 nm 5,0 x 10-7 m.
Arvutage footoni energia
Asendage see väärtus footoni energia võrrandisse. Footoni energia on võrdne valguse kiiruse korrutisega või 3,0 x 108 m / s ja Plancki konstant, mis on määratletud kui 6,63 x 10-34, jagatud lainepikkusega. Seetõttu oleks näiteülesande järgi footoni energia võrdne 3,9 x 10-19 Joule.
\ text {footoni energia} = \ frac {ch} {\ lambda} = \ frac {(3 \ korda 10 ^ 8) (6,63 \ korda 10 ^ {- 34})} {5 \ korda 10 ^ {- 7 }} = 3,9 \ korda 10 ^ {- 19} \ tekst {Joule}
Korrutage Avogadro numbriga
Korrutage footoni energia väärtus Avogadro arvuga, et leida ühe mooli footonite energia. Avogadro arv on molekulide või osakeste arv konkreetse aine ühes moolis ja võrdub 6,02 x 1023. Seetõttu on eelmises etapis arvutatud väärtus ühe osakese energia; korrutage see ühe mooli energia määramiseks Avogadro arvuga.
(3,9 \ korda 10 ^ {- 19}) (6,02 korda 10 ^ {23}) = 2,3 korda 10 ^ 5 teksti {džauli}