Lumina este o formă unică de energie prin faptul că afișează proprietăți atât ale particulelor, cât și ale undelor. Unitatea fundamentală a luminii care are această dualitate „undă-particulă” se numește foton. Mai precis, fotonii sunt pachete de unde care conțin o anumită lungime de undă și frecvență în funcție de tipul de lumină. Atât lungimea de undă, cât și frecvența afectează energia unui foton. Prin urmare, puteți calcula energia unui mol de fotoni fie din lungimea de undă a luminii, fie din frecvență.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Pentru a găsi energia unui foton, înmulțiți constanta lui Planck cu viteza luminii, apoi împărțiți-o cu lungimea de undă a fotonului. Pentru un mol de fotoni, înmulțiți rezultatul cu numărul lui Avogadro.
Identificați lungimea de undă în metri
Identificați lungimea de undă sau frecvența fasciculului de lumină. În mod normal, indicați lungimea de undă în nanometri (nm) și o convertiți în metri în scopuri de calcul al energiei. Rețineți că este ușor de convertit între frecvență și lungime de undă folosind ecuația, viteza luminii, c, este egală cu frecvența de câte ori lungimea de undă. De exemplu, să presupunem că lumina are o lungime de undă dată de 500 nm; convertiți această măsurătoare în metri înmulțind cu 10
-9. Astfel, 500 nm este egal cu 5,0 x 10-7 m.Calculați energia fotonică
Înlocuiți această valoare în ecuația pentru energia fotonului. Energia unui foton este egală cu produsul vitezei luminii sau 3,0 x 108 m / s și constanta lui Planck, identificată ca 6,63 x 10-34, împărțit la lungimea de undă. Prin urmare, folosind exemplul problemei, energia unui foton ar fi egală cu 3,9 x 10-19 Jouli.
\ text {energy of photon} = \ frac {ch} {\ lambda} = \ frac {(3 \ times 10 ^ 8) (6,63 \ times 10 ^ {- 34})} {5 \ times 10 ^ {- 7 }} = 3,9 \ ori 10 ^ {- 19} \ text {Joules}
Înmulțiți cu numărul lui Avogadro
Înmulțiți valoarea energiei fotonului cu numărul lui Avogadro pentru a găsi energia unui mol de fotoni. Numărul lui Avogadro este cantitatea numărului de molecule sau particule dintr-un mol dintr-o anumită substanță și este egal cu 6,02 x 1023. Prin urmare, valoarea calculată în etapa anterioară este energia unei particule; multiplicați-l cu numărul lui Avogadro pentru a determina energia unui mol.
(3,9 \ times 10 ^ {- 19}) (6,02 \ times 10 ^ {23}) = 2,3 \ times 10 ^ 5 \ text {joules}