Svetlo je jedinečná forma energie v tom, že zobrazuje vlastnosti častíc aj vĺn. Základná jednotka svetla, ktorá má túto dualitu „vlnových častíc“, sa nazýva fotón. Konkrétnejšie, fotóny sú vlnové pakety, ktoré obsahujú určitú vlnovú dĺžku a frekvenciu podľa typu svetla. Vlnová dĺžka aj frekvencia ovplyvňujú energiu fotónu. Preto môžete vypočítať energiu jedného molu fotónov buď z vlnovej dĺžky alebo frekvencie svetla.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Ak chcete nájsť energiu fotónu, vynásobte Planckovu konštantu rýchlosťou svetla a potom ju vydelte vlnovou dĺžkou fotónu. Pre mól fotónov vynásobte výsledok číslom Avogadra.
Identifikujte vlnovú dĺžku v metroch
Určte vlnovú dĺžku alebo frekvenciu lúča svetla. Normálne uvádzate vlnovú dĺžku v nanometroch (nm) a prevádzate ju na metre na účely výpočtu energie. Všimnite si, že je ľahké prevádzať medzi frekvenciou a vlnovou dĺžkou pomocou rovnice, rýchlosť svetla, c, sa rovná frekvencii krát vlnová dĺžka. Napríklad predpokladajme, že svetlo má danú vlnovú dĺžku 500 nm; preveďte toto meranie na metre vynásobením číslom 10
Vypočítajte fotónovú energiu
Nahraďte túto hodnotu do rovnice pre energiu fotónu. Energia fotónu sa rovná súčinu rýchlosti svetla alebo 3,0 x 108 m / s a Planckova konštanta identifikovaná ako 6,63 x 10-34, vydelené vlnovou dĺžkou. Preto by s použitím príkladu problému bola energia fotónu rovná 3,9 x 10-19 Joulov.
\ text {energia fotónu} = \ frac {ch} {\ lambda} = \ frac {(3 \ krát 10 ^ 8) (6,63 \ krát 10 ^ {- 34})}} {5 \ krát 10 ^ {- 7 }} = 3,9 \ krát 10 ^ {- 19} \ text {Joules}
Vynásobte Avogadrovým číslom
Vynásobte energetickú hodnotu fotónu číslom Avogadra a nájdite energiu jedného molu fotónov. Avogadrovo číslo je množstvo počtu molekúl alebo častíc v jednom móle konkrétnej látky a rovná sa 6,02 x 10.23. Preto je hodnota vypočítaná v predchádzajúcom kroku energiou jednej častice; vynásobte Avogadrovým číslom, aby ste určili energiu jedného móla.
(3,9 \ krát 10 ^ {- 19}) (6,02 \ krát 10 ^ {23}) = 2,3 \ krát 10 ^ 5 \ text {joules}