אור הוא צורה ייחודית של אנרגיה בכך שהוא מציג תכונות של חלקיקים וגלים. יחידת האור הבסיסית שיש לה דואליות "חלקיק גל" נקראת פוטון. באופן ספציפי יותר, פוטונים הם מנות גל המכילות אורך גל ותדר מסוימים בהתאם לסוג האור. גם אורך הגל וגם התדירות משפיעים על האנרגיה של פוטון. לכן, תוכלו לחשב את האנרגיה של שומה אחת של פוטונים מאורך הגל או מהתדירות של האור.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
כדי למצוא את האנרגיה של פוטון, הכפל את הקבוע של פלאנק במהירות האור, ואז חלק את זה באורך הגל של הפוטון. עבור שומה של פוטונים, הכפל את התוצאה במספר של אבוגדרו.
זיהוי אורך הגל במדידים
זהה את אורך הגל או התדירות של קרן האור. בדרך כלל אתה מציין אורך גל בננומטרים (ננומטר) וממיר אותו למטר למטרות חישוב אנרגיה. שים לב שקל להמיר בין תדר ואורך גל באמצעות המשוואה, מהירות האור, c, שווה לתדר כפול אורך הגל. לדוגמא, נניח שלאור יש אורך גל נתון של 500 ננומטר; להמיר מדידה זו למטר על ידי הכפלת 10-9. לפיכך, 500 ננומטר שווה ל- 5.0 x 10-7 M.
חישוב אנרגיית פוטון
החלף ערך זה במשוואה לאנרגיית הפוטון. האנרגיה של פוטון שווה לתוצר של מהירות האור, או 3.0 x 10
\ text {אנרגיה של פוטון} = \ frac {ch} {\ lambda} = \ frac {(3 \ times 10 ^ 8) (6.63 \ times 10 ^ {- 34})} {5 \ times 10 ^ {- 7 }} = 3.9 \ פעמים 10 ^ {- 19} \ text {Joules}
הכפל במספר של אבוגדרו
הכפל את ערך אנרגיית הפוטון במספר של אבוגדרו כדי למצוא את האנרגיה של שומה אחת של פוטונים. המספר של אבוגדרו הוא כמות מספר המולקולות או החלקיקים בשומה אחת של חומר מסוים ושווה ל 6.02 x 1023. לכן, הערך המחושב בשלב הקודם הוא האנרגיה של חלקיק אחד; הכפל אותו במספר של אבוגדרו כדי לקבוע את האנרגיה של שומה אחת.
(3.9 \ פעמים 10 ^ {- 19}) (6.02 \ times 10 ^ {23}) = 2.3 \ פעמים 10 ^ 5 \ text {joules}