Svetloba je edinstvena oblika energije, saj prikazuje lastnosti delcev in valov. Temeljna enota svetlobe, ki ima to dvojnost "valov-delcev", se imenuje foton. Natančneje, fotoni so valovni paketi, ki vsebujejo določeno valovno dolžino in frekvenco glede na vrsto svetlobe. Tako valovna dolžina kot frekvenca vplivata na energijo fotona. Zato lahko energijo enega mola fotonov izračunate iz valovne dolžine ali frekvence svetlobe.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Če želite poiskati energijo fotona, pomnožite Planckovo konstanto s svetlobno hitrostjo, nato delite z valovno dolžino fotona. Za mol fotonov rezultat pomnožite z Avogadrovim številom.
Določite valovno dolžino v metrih
Določite valovno dolžino ali frekvenco svetlobnega žarka. Za izračun energije običajno določite valovno dolžino v nanometrih (nm) in jo pretvorite v števce. Upoštevajte, da je enostavno pretvoriti med frekvenco in valovno dolžino z uporabo enačbe, hitrost svetlobe, c, je enaka frekvenci, pomnoženi z valovno dolžino. Denimo, da ima svetloba določeno valovno dolžino 500 nm; pretvorite to meritev v metre tako, da jo pomnožite z 10
-9. Tako je 500 nm enako 5,0 x 10-7 m.Izračunajte energijo fotona
To vrednost nadomestite v enačbo za energijo fotona. Energija fotona je enaka zmnožku svetlobne hitrosti ali 3,0 x 108 m / s in Planckova konstanta, opredeljena kot 6,63 x 10-34, deljeno z valovno dolžino. Zato bi bila z uporabo primera energija fotona enaka 3,9 x 10-19 Joules.
\ text {energija fotona} = \ frac {ch} {\ lambda} = \ frac {(3 \ krat 10 ^ 8) (6,63 \ krat 10 ^ {- 34})} {5 \ krat 10 ^ {- 7 }} = 3,9 \ krat 10 ^ {- 19} \ besedilo {Joules}
Pomnožite z Avogadrovo številko
Pomnožite energijsko vrednost fotona z Avogadrovim številom in poiščite energijo enega mola fotonov. Avogadrovo število je količina števila molekul ali delcev v enem molu določene snovi in je enako 6,02 x 1023. Zato je vrednost, izračunana v prejšnjem koraku, energija enega delca; pomnožite z Avogadrovim številom, da določite energijo enega mola.
(3,9 \ krat 10 ^ {- 19}) (6,02 \ krat 10 ^ {23}) = 2,3 \ krat 10 ^ 5 \ besedilo {joules}