La lumière est une forme d'énergie unique en ce qu'elle affiche les propriétés des particules et des ondes. L'unité fondamentale de lumière qui a cette dualité « onde-particule » s'appelle un photon. Plus précisément, les photons sont des paquets d'ondes qui contiennent une certaine longueur d'onde et une certaine fréquence selon le type de lumière. La longueur d'onde et la fréquence affectent l'énergie d'un photon. Par conséquent, vous pouvez calculer l'énergie d'une mole de photons à partir de la longueur d'onde ou de la fréquence de la lumière.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Pour trouver l'énergie d'un photon, multipliez la constante de Planck par la vitesse de la lumière, puis divisez par la longueur d'onde du photon. Pour une mole de photons, multipliez le résultat par le nombre d'Avogadro.
Identifier la longueur d'onde en mètres
Identifiez la longueur d'onde ou la fréquence du faisceau lumineux. Vous indiquez normalement la longueur d'onde en nanomètres (nm) et la convertissez en mètres à des fins de calcul de l'énergie. Notez qu'il est facile de convertir entre la fréquence et la longueur d'onde en utilisant l'équation, la vitesse de la lumière, c, est égale à la fréquence multipliée par la longueur d'onde. Par exemple, supposons que la lumière a une longueur d'onde donnée de 500 nm; convertir cette mesure en mètres en multipliant par 10
-9. Ainsi, 500 nm est égal à 5,0 x 10-7 m.Calculer l'énergie des photons
Remplacez cette valeur dans l'équation de l'énergie du photon. L'énergie d'un photon est égale au produit de la vitesse de la lumière, soit 3,0 x 108 m/s, et constante de Planck, identifiée comme 6,63 x 10-34, divisé par la longueur d'onde. Par conséquent, en utilisant l'exemple de problème, l'énergie d'un photon serait égale à 3,9 x 10-19 Joules.
\text{énergie du photon} = \frac{ch}{\lambda} = \frac{(3\times 10^8)(6.63\times 10^{-34})}{5\times 10^{-7 }}=3,9\x 10^{-19}\text{ Joules}
Multiplier par le nombre d'Avogadro
Multipliez la valeur énergétique des photons par le nombre d'Avogadro pour trouver l'énergie d'une mole de photons. Le nombre d'Avogadro est la quantité du nombre de molécules ou de particules dans une mole d'une substance particulière et est égal à 6,02 x 1023. Par conséquent, la valeur calculée à l'étape précédente est l'énergie d'une particule; multipliez-le par le nombre d'Avogadro pour déterminer l'énergie d'une mole.
(3.9 \times 10^{-19})( 6.02 \times 10^{23})= 2.3 \times 10^5 \text{ joules}