Lys er en unik form for energi ved at den viser egenskaper til både partikler og bølger. Den grunnleggende enheten for lys som har denne "bølge-partikkel" dualiteten kalles et foton. Mer spesifikt er fotoner bølgepakker som inneholder en viss bølgelengde og frekvens i henhold til type lys. Både bølgelengde og frekvens påvirker energien til et foton. Derfor kan du beregne energien til ett mol fotoner enten fra lysets bølgelengde eller frekvens.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
For å finne energien til et foton, multipliser Plancks konstant med lysets hastighet, og del deretter med fotonets bølgelengde. For et mol fotoner, multipliser resultatet med Avogadros nummer.
Identifiser bølgelengde i meter
Identifiser bølgelengden eller frekvensen til lysstrålen. Du oppgir normalt bølgelengde i nanometer (nm) og konverterer den til meter for energiberegningsformål. Merk at det er enkelt å konvertere mellom frekvens og bølgelengde ved hjelp av ligningen, lysets hastighet, c, er lik frekvensen ganger bølgelengden. Anta for eksempel at lys har en gitt bølgelengde på 500 nm; konverter denne målingen til meter ved å multiplisere med 10
-9. Dermed er 500 nm lik 5,0 x 10-7 m.Beregn fotonenergi
Erstatt denne verdien i ligningen for fotonens energi. Energien til et foton er lik produktet av lysets hastighet, eller 3,0 x 108 m / s, og Plancks konstant, identifisert som 6,63 x 10-34, delt på bølgelengden. Derfor, ved å bruke eksemplet problemet, ville energien til et foton være lik 3,9 x 10-19 Joules.
\ text {energy of photon} = \ frac {ch} {\ lambda} = \ frac {(3 \ times 10 ^ 8) (6.63 \ times 10 ^ {- 34})} {5 \ times 10 ^ {- 7 }} = 3,9 \ ganger 10 ^ {- 19} \ tekst {Joules}
Multipliser med Avogadros nummer
Multipliser fotonenergiværdien med Avogadros nummer for å finne energien til ett mol fotoner. Avogadros tall er mengden av antall molekyler eller partikler i en mol av et bestemt stoff og er lik 6,02 x 1023. Derfor er verdien beregnet i forrige trinn energien til en partikkel; multipliser det med Avogadros nummer for å bestemme energien til en mol.
(3.9 \ ganger 10 ^ {- 19}) (6.02 \ ganger 10 ^ {23}) = 2.3 \ ganger 10 ^ 5 \ tekst {joules}