Światło jest wyjątkową formą energii, ponieważ wykazuje właściwości zarówno cząstek, jak i fal. Podstawowa jednostka światła, która ma tę dualność „fala-cząstka”, nazywa się fotonem. Dokładniej, fotony to pakiety fal, które zawierają określoną długość fali i częstotliwość w zależności od rodzaju światła. Zarówno długość fali, jak i częstotliwość wpływają na energię fotonu. Dlatego możesz obliczyć energię jednego mola fotonów na podstawie długości fali lub częstotliwości światła.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Aby znaleźć energię fotonu, pomnóż stałą Plancka przez prędkość światła, a następnie podziel przez długość fali fotonu. Dla mola fotonów pomnóż wynik przez liczbę Avogadro.
Zidentyfikuj długość fali w metrach
Zidentyfikuj długość fali lub częstotliwość wiązki światła. Zwykle podajesz długość fali w nanometrach (nm) i konwertujesz ją na metry w celu obliczenia energii. Zauważ, że łatwo jest dokonać konwersji między częstotliwością a długością fali za pomocą równania, że prędkość światła c równa się częstotliwości razy długość fali. Załóżmy na przykład, że światło ma daną długość fali 500 nm; przekształć ten pomiar na metry, mnożąc przez 10
Oblicz energię fotonu
Podstaw tę wartość do równania na energię fotonu. Energia fotonu jest równa iloczynowi prędkości światła, czyli 3,0 x 108 m/s i stała Plancka, określona jako 6,63 x 10-34, podzielone przez długość fali. Dlatego korzystając z przykładowego zadania energia fotonu byłaby równa 3,9 x 10-19 Dżule.
\text{energia fotonu} = \frac{ch}{\lambda} = \frac{(3\razy 10^8)(6.63\razy 10^{-34})}{5\razy 10^{-7 }}=3,9\razy 10^{-19}\text{ Dżuli}
Pomnóż przez liczbę Avogadro
Pomnóż wartość energii fotonu przez liczbę Avogadro, aby znaleźć energię jednego mola fotonów. Liczba Avogadro to ilość molekuł lub cząstek w jednym molu danej substancji i jest równa 6,02 x 1023. Dlatego wartość obliczona w poprzednim kroku to energia jednej cząstki; pomnóż ją przez liczbę Avogadro, aby określić energię jednego mola.
(3.9 \times 10^{-19})( 6.02 \times 10^{23})= 2.3 \times 10^5 \text{ dżuli}