光は、粒子と波の両方の特性を表示するという点で、ユニークな形のエネルギーです。 この「波動粒子」の二重性を持つ光の基本単位は、光子と呼ばれます。 より具体的には、光子は、光の種類に応じて特定の波長と周波数を含む波束です。 波長と周波数の両方が光子のエネルギーに影響を与えます。 したがって、光の波長または周波数のいずれかから、1モルの光子のエネルギーを計算できます。
TL; DR(長すぎる; 読んでいない)
光子のエネルギーを見つけるには、プランク定数に光速を掛けてから、光子の波長で割ります。 光子のモル数については、結果にアボガドロ数を掛けます。
メートル単位の波長を特定する
光のビームの波長または周波数を特定します。 通常、波長はナノメートル(nm)で表され、エネルギー計算のためにメートルに変換されます。 方程式を使用して周波数と波長の間で変換するのは簡単であることに注意してください。光速cは、周波数と波長の積に等しくなります。 たとえば、光の波長が500nmであると仮定します。 10を掛けて、この測定値をメートルに変換します-9. したがって、500nmは5.0x10に相当します-7 m。
光子エネルギーを計算する
この値を光子のエネルギーの方程式に代入します。 光子のエネルギーは、光速の積、つまり3.0 x10に等しくなります。8 m / s、およびプランク定数、6.63 x10として識別-34、波長で割った値。 したがって、問題の例を使用すると、光子のエネルギーは3.9 x10に等しくなります。-19 ジュール。
\ text {光子のエネルギー} = \ frac {ch} {\ lambda} = \ frac {(3 \ times 10 ^ 8)(6.63 \ times 10 ^ {-34})} {5 \ times 10 ^ {-7 }} = 3.9 \ times 10 ^ {-19} \ text {Joules}
アボガドロ数を掛ける
光子エネルギー値にアボガドロ数を掛けて、1モルの光子のエネルギーを求めます。 アボガドロ数は、特定の物質の1モルに含まれる分子または粒子の数であり、6.02 x10に相当します。23. したがって、前のステップで計算された値は、1つの粒子のエネルギーです。 これにアボガドロ数を掛けて、1モルのエネルギーを求めます。
(3.9 \ times 10 ^ {-19})(6.02 \ times 10 ^ {23})= 2.3 \ times 10 ^ 5 \ text {joules}