La luce è una forma di energia unica in quanto mostra le proprietà sia delle particelle che delle onde. L'unità fondamentale della luce che ha questa dualità "onda-particella" è chiamata fotone. Più specificamente, i fotoni sono pacchetti d'onda che contengono una certa lunghezza d'onda e frequenza in base al tipo di luce. Sia la lunghezza d'onda che la frequenza influenzano l'energia di un fotone. Pertanto, puoi calcolare l'energia di una mole di fotoni dalla lunghezza d'onda o dalla frequenza della luce.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Per trovare l'energia di un fotone, moltiplica la costante di Planck per la velocità della luce, quindi dividi per la lunghezza d'onda del fotone. Per una mole di fotoni, moltiplica il risultato per il numero di Avogadro.
Identifica la lunghezza d'onda in metri
Identificare la lunghezza d'onda o la frequenza del raggio di luce. Normalmente si indica la lunghezza d'onda in nanometri (nm) e la si converte in metri per il calcolo dell'energia. Nota che è facile convertire tra frequenza e lunghezza d'onda usando l'equazione, la velocità della luce, c, è uguale alla frequenza per la lunghezza d'onda. Ad esempio, supponiamo che la luce abbia una data lunghezza d'onda di 500 nm; convertire questa misura in metri moltiplicando per 10
-9. Quindi, 500 nm è uguale a 5,0 x 10-7 m.Calcola l'energia del fotone
Sostituisci questo valore nell'equazione per l'energia del fotone. L'energia di un fotone è uguale al prodotto della velocità della luce, ovvero 3.0 x 108 m/s, e la costante di Planck, identificata come 6,63 x 10-34, diviso per la lunghezza d'onda. Pertanto, utilizzando il problema di esempio l'energia di un fotone sarebbe pari a 3,9 x 10-19 Joule.
\text{energia del fotone} = \frac{ch}{\lambda} = \frac{(3\times 10^8)(6.63\times 10^{-34})}{5\times 10^{-7 }}=3.9\times 10^{-19}\text{ Joule}
Moltiplicare per il numero di Avogadro
Moltiplica il valore dell'energia del fotone per il numero di Avogadro per trovare l'energia di una mole di fotoni. Il numero di Avogadro è la quantità del numero di molecole o particelle in una mole di una determinata sostanza ed è pari a 6,02 x 1023. Pertanto, il valore calcolato nel passaggio precedente è l'energia di una particella; moltiplicalo per il numero di Avogadro per determinare l'energia di una mole.
(3.9 \times 10^{-19})( 6.02 \times 10^{23})= 2.3 \times 10^5 \text{ joule}