Šviesa yra unikali energijos forma, nes ji rodo dalelių ir bangų savybes. Pagrindinis šviesos vienetas, turintis šį „bangos-dalelės“ dvilypumą, vadinamas fotonu. Tiksliau tariant, fotonai yra bangų paketai, kuriuose yra tam tikras bangos ilgis ir dažnis, atsižvelgiant į šviesos tipą. Tiek bangos ilgis, tiek dažnis veikia fotono energiją. Todėl galite apskaičiuoti vieno molio fotonų energiją iš šviesos bangos ilgio arba dažnio.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Norėdami rasti fotono energiją, padauginkite Plancko konstantą iš šviesos greičio, tada padalykite iš fotono bangos ilgio. Jei susidaro molis fotonų, padauginkite rezultatą iš Avogadro skaičiaus.
Nustatykite bangos ilgį matuokliais
Nustatykite šviesos pluošto bangos ilgį ar dažnį. Paprastai nurodote bangos ilgį nanometrais (nm) ir konvertuojate jį į skaitiklius energijos apskaičiavimo tikslais. Atkreipkite dėmesį, kad lengva konvertuoti tarp dažnio ir bangos ilgio, naudojant lygtį, šviesos greitis c yra lygus dažnio ir bangos ilgiui. Pavyzdžiui, tarkime, kad šviesos bangos ilgis yra 500 nm; paversti šį matavimą metrais padauginus iš 10
Apskaičiuokite fotonų energiją
Pakeiskite šią vertę į fotono energijos lygtį. Fotono energija lygi šviesos greičio sandaugai arba 3,0 x 108 m / s, o Plancko konstanta, nustatyta kaip 6,63 x 10-34, padalytas iš bangos ilgio. Todėl naudojant problemos pavyzdį fotono energija būtų lygi 3,9 x 10-19 Džulai.
\ text {fotono energija} = \ frac {ch} {\ lambda} = \ frac {(3 kartus 10 ^ 8) (6,63 kartus 10 ^ {- 34})} {5 \ kartus 10 ^ {- 7 }} = 3,9 \ kartus 10 ^ {- 19} \ tekstas {džauliai}
Padauginkite iš Avogadro skaičiaus
Padauginkite fotonų energijos vertę iš Avogadro skaičiaus, kad rastumėte vieno molio fotonų energiją. Avogadro skaičius yra molekulių arba dalelių skaičiaus kiekis viename molyje tam tikros medžiagos ir yra lygus 6,02 x 1023. Todėl ankstesniame etape apskaičiuota vertė yra vienos dalelės energija; padauginkite jį iš Avogadro skaičiaus, kad nustatytumėte vieno molio energiją.
(3,9 \ kartus 10 ^ {- 19}) (6,02 kartus 10 ^ {23}) = 2,3 karto 10 ^ 5 teksto {džauliai}
