Ljus är en unik form av energi genom att den visar egenskaper hos både partiklar och vågor. Den grundläggande enheten för ljus som har denna "vågpartikel" -dualitet kallas en foton. Mer specifikt är fotoner vågpaket som innehåller en viss våglängd och frekvens beroende på ljustyp. Både våglängd och frekvens påverkar energin hos en foton. Därför kan du beräkna energin för en mol fotoner antingen från ljusets våglängd eller frekvens.
TL; DR (för lång; Läste inte)
För att hitta energin i en foton, multiplicera Plancks konstant med ljusets hastighet och dela sedan med fotonens våglängd. För en mol fotoner, multiplicera resultatet med Avogadros nummer.
Identifiera våglängden i meter
Identifiera våglängden eller frekvensen för ljusstrålen. Du anger normalt våglängden i nanometer (nm) och konverterar den till meter för energiberäkningsändamål. Observera att det är lätt att konvertera mellan frekvens och våglängd med hjälp av ekvationen, ljusets hastighet, c, är lika med frekvensen gånger våglängden. Antag till exempel att ljus har en given våglängd på 500 nm; konvertera denna mätning till meter genom att multiplicera med 10
-9. Således är 500 nm lika med 5,0 x 10-7 m.Beräkna foton energi
Ersätt detta värde i ekvationen för fotonens energi. En foton energi är lika med produkten av ljusets hastighet, eller 3,0 x 108 m / s och Plancks konstant, identifierad som 6,63 x 10-34, dividerat med våglängden. Därför, med hjälp av exemplet problemet skulle en foton energi vara lika med 3,9 x 10-19 Joules.
\ text {energi av foton} = \ frac {ch} {\ lambda} = \ frac {(3 \ gånger 10 ^ 8) (6.63 \ gånger 10 ^ {- 34})} {5 \ gånger 10 ^ {- 7 }} = 3,9 \ gånger 10 ^ {- 19} \ text {Joules}
Multiplicera med Avogadros nummer
Multiplicera fotonens energivärde med Avogadros nummer för att hitta energin hos en mol fotoner. Avogadros antal är kvantiteten av antalet molekyler eller partiklar i en mol av en viss substans och är lika med 6,02 x 1023. Därför är det beräknade värdet i föregående steg energin hos en partikel; multiplicera det med Avogadros nummer för att bestämma energin hos en mol.
(3.9 \ gånger 10 ^ {- 19}) (6.02 \ gånger 10 ^ {23}) = 2.3 \ gånger 10 ^ 5 \ text {joules}
