Ljus är en unik form av energi genom att det visar egenskaper hos både partiklar och vågor. Den grundläggande ljusenhet som har denna "vågpartikel" dualitet kallas en foton. Mer specifikt är fotoner vågpaket som innehåller en viss våglängd och frekvens enligt typen av ljus. Både våglängden och frekvensen påverkar en fotons energi. Därför kan du beräkna energin hos en mol fotoner från antingen ljusets våglängd eller frekvens.

TL; DR (för länge, läste inte)

För att hitta energin i en foton, multiplicera Plancks konstant med ljusets hastighet, dividerar sedan med fotonens våglängd. För en mol fotoner, multiplicera resultatet med Avogadros nummer.

Identifiera våglängden i mätare

Identifiera ljusstrålens våglängd eller frekvens. Du anger normalt våglängden i nanometer (nm) och konverterar den till mätare för energibalans. Observera att det är lätt att konvertera mellan frekvens och våglängd med ekvationen, ljusets hastighet, c, är lika med frekvensen våglängden. Antag exempelvis att ljuset har en given våglängd på 500 nm; omvandla denna mätning till mätare genom att multiplicera med 10 ^ -9. Således är 500 nm lika med 5,0 x 10 ^ -7 m.

Beräkna Photon Energy

Ersätt detta värde i ekvationen för fotonens energi. En fotons energi är lika med produkten av ljusets hastighet, eller 3,0 x 10 ^ 8 m /s, och Plancks konstant, identifierad som 6,63 x 10 ^ -34 dividerad med våglängden. Med hjälp av exemplet problemet skulle energin hos en foton vara lika med 3,9 x 10 ^ -19 Joules. Energi av foton = [(ljusets ljushastighet) (Plancks konstant)] | ÷ våglängdsenergi av foton = [(3,0 x 10 ^ 8)
(6,63 x 10 ^ -34)] ÷ (5 x 10 ^ -7) = 3,9 x 10 ^ -19 joules.

Multiplicera med Avogadros nummer

Multiplicera fotonets energivärde med Avogadros nummer för att hitta energi på en mol fotoner. Avogadros nummer är mängden antal molekyler eller partiklar i en mol av en viss substans och är lika med 6,02 x 10 ^ 23. Därför är värdet som beräknats i föregående steg energi av en partikel; multiplicera det med Avogadros nummer för att bestämma energin hos en mol. (3,9 x 10 ^ -19) * (6,02 x 10 ^ 23) = 2,3 x 10 ^ 5 joules