Cahaya adalah bentuk energi yang unik karena menampilkan sifat-sifat partikel dan gelombang. Unit dasar cahaya yang memiliki dualitas "gelombang-partikel" ini disebut foton. Lebih khusus lagi, foton adalah paket gelombang yang mengandung panjang gelombang dan frekuensi tertentu sesuai dengan jenis cahayanya. Baik panjang gelombang dan frekuensi mempengaruhi energi foton. Oleh karena itu, Anda dapat menghitung energi satu mol foton baik dari panjang gelombang maupun frekuensi cahaya.
TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)
Untuk menemukan energi foton, kalikan konstanta Planck dengan kecepatan cahaya, lalu bagi dengan panjang gelombang foton. Untuk satu mol foton, kalikan hasilnya dengan bilangan Avogadro.
Identifikasi Panjang Gelombang dalam Meter
Mengidentifikasi panjang gelombang atau frekuensi berkas cahaya. Anda biasanya menyatakan panjang gelombang dalam nanometer (nm) dan mengubahnya menjadi meter untuk tujuan perhitungan energi. Perhatikan bahwa mudah untuk mengubah antara frekuensi dan panjang gelombang menggunakan persamaan, kecepatan cahaya, c, sama dengan frekuensi kali panjang gelombang. Misalnya, anggap cahaya memiliki panjang gelombang tertentu 500 nm; ubah pengukuran ini menjadi meter dengan mengalikannya dengan 10
-9. Jadi, 500 nm sama dengan 5,0 x 10-7 m.Hitung Energi Foton
Substitusikan nilai ini ke dalam persamaan energi foton. Energi foton sama dengan produk kecepatan cahaya, atau 3,0 x 108 m/s, dan konstanta Planck, diidentifikasi sebagai 6,63 x 10-34, dibagi dengan panjang gelombang. Oleh karena itu, dengan menggunakan contoh soal energi foton akan sama dengan 3,9 x 10-19 Joule.
\text{energi foton} = \frac{ch}{\lambda} = \frac{(3\kali 10^8)(6.63\kali 10^{-34})}{5\kali 10^{-7 }}=3,9\kali 10^{-19}\text{ Joule}
Kalikan dengan Angka Avogadro
Kalikan nilai energi foton dengan bilangan Avogadro untuk menemukan energi satu mol foton. Bilangan Avogadro adalah jumlah jumlah molekul atau partikel dalam satu mol zat tertentu dan sama dengan 6,02 x 1023. Oleh karena itu, nilai yang dihitung pada langkah sebelumnya adalah energi satu partikel; kalikan dengan bilangan Avogadro untuk menentukan energi satu mol.
(3,9 \times 10^{-19})( 6,02 \times 10^{23})= 2,3 \times 10^5 \text{ joule}