Svjetlost je jedinstveni oblik energije jer pokazuje svojstva čestica i valova. Temeljna jedinica svjetlosti koja ima ovu dualnost "val-čestica" naziva se foton. Preciznije, fotoni su valni paketi koji sadrže određenu valnu duljinu i frekvenciju ovisno o vrsti svjetlosti. I valna duljina i frekvencija utječu na energiju fotona. Stoga možete izračunati energiju jednog mola fotona bilo iz valne duljine ili frekvencije svjetlosti.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Da biste pronašli energiju fotona, pomnožite Planckovu konstantu sa brzinom svjetlosti, a zatim podijelite s valnom duljinom fotona. Za mol fotona pomnožite rezultat s Avogadrovim brojem.
Prepoznajte valnu duljinu u metrima
Utvrdite valnu duljinu ili frekvenciju snopa svjetlosti. Valnu duljinu obično navedete u nanometrima (nm) i pretvorite je u brojila za potrebe izračuna energije. Imajte na umu da je lako pretvoriti između frekvencije i valne duljine pomoću jednadžbe, brzina svjetlosti, c, jednaka je frekvenciji pomnoženoj s valnom duljinom. Na primjer, pretpostavimo da svjetlost ima zadanu valnu duljinu od 500 nm; pretvorite ovo mjerenje u metre množenjem s 10
-9. Dakle, 500 nm jednako je 5,0 x 10-7 m.Izračunajte energiju fotona
Zamijenite ovu vrijednost u jednadžbu za energiju fotona. Energija fotona jednaka je umnošku brzine svjetlosti ili 3,0 x 108 m / s i Planckova konstanta, identificirana kao 6,63 x 10-34, podijeljeno s valnom duljinom. Stoga bi, koristeći primjer primjera, energija fotona bila jednaka 3,9 x 10-19 Joules.
\ text {energija fotona} = \ frac {ch} {\ lambda} = \ frac {(3 \ puta 10 ^ 8) (6,63 \ puta 10 ^ {- 34})} {5 \ puta 10 ^ {- 7 }} = 3,9 \ puta 10 ^ {- 19} \ text {Joules}
Pomnoži s Avogadrovim brojem
Pomnožite vrijednost energije fotona s Avogadrovim brojem da biste pronašli energiju jednog mola fotona. Avogadrov broj je količina broja molekula ili čestica u jednom molu određene tvari i jednak je 6,02 x 1023. Stoga je vrijednost izračunata u prethodnom koraku energija jedne čestice; pomnožite ga s Avogadrovim brojem da odredite energiju jednog mola.
(3,9 \ puta 10 ^ {- 19}) (6,02 \ puta 10 ^ {23}) = 2,3 \ puta 10 ^ 5 \ text {joules}