Cum să rezolvi o energie de la problema lungimii de undă
Share
Acest exemplu de exemplu demonstrează modul de a găsi energia unui foton de la lungimea sa de undă.
Cheie de luat cu cheie: Găsește energie fotonică de la lungimea de undă
- Energia unei fotografii este legată de frecvența și lungimea de undă a acesteia. Este direct proporțională cu frecvența și invers proporțională cu lungimea de undă.
- Pentru a găsi energie de la lungimea de undă, utilizați ecuația de undă pentru a obține frecvența și apoi conectați-o în ecuația lui Planck pentru a rezolva energia.
- Acest tip de problemă, deși simplă, este un bun mod de a exersa reamenajarea și combinarea ecuațiilor (o abilitate esențială în fizică și chimie).
- De asemenea, este important să raportăm valorile finale folosind numărul corect de cifre semnificative.
Energia de la lungimea de undă Problema - Energia fasciculului laser
Lumina roșie de la un laser cu heliu-neon are o lungime de undă de 633 nm. Care este energia unui foton?
Pentru a rezolva această problemă, trebuie să utilizați două ecuații:
Prima este ecuația lui Planck, care a fost propusă de Max Planck pentru a descrie modul în care energia este transferată în canta sau pachete. Ecuația lui Planck face posibilă înțelegerea radiațiilor negru și efectul fotoelectric. Ecuația este:
E = hν
Unde
E = energie
h = constanta lui Planck = 6.626 x 10-34 J · s
ν = frecvență
A doua ecuație este ecuația de undă, care descrie viteza luminii în termeni de lungime de undă și frecvență. Folosiți această ecuație pentru a rezolva frecvența pentru a conecta prima ecuație. Ecuația valurilor este:
c = λν
Unde
c = viteza luminii = 3 x 108 m / sec
λ = lungimea de undă
ν = frecvență
Rearanjați ecuația de rezolvat pentru frecvență:
ν = c / λ
În continuare, înlocuiți frecvența din prima ecuație cu c / λ pentru a obține o formulă pe care o puteți utiliza:
E = hν
E = hc / λ
Cu alte cuvinte, energia unei fotografii este direct proporțională cu frecvența sa și invers proporțională cu lungimea sa de undă.
Nu mai rămâne decât să conectați valorile și să obțineți răspunsul:
E = 6.626 x 10-34 J · s x 3 x 108 m / sec / (633 nm x 10)-9 m / 1 nm)
E = 1.988 x 10-25 J · m / 6,33 x 10-7 m E = 3,14 x -19 J
Răspuns:
Energia unui singur foton de lumină roșie dintr-un laser cu heliu-neon este 3,14 x -19 J.
Energia unui Mole de fotoni
În timp ce primul exemplu a arătat cum se poate găsi energia unui foton, aceeași metodă poate fi folosită pentru a găsi energia unei alunițe de fotoni. Practic, ceea ce faceți este să găsiți energia unui foton și să o multiplicați cu numărul lui Avogadro.
O sursă de lumină emite radiații cu o lungime de undă de 500,0 nm. Găsiți energia unui mol de fotoni din această radiație. Exprimați răspunsul în unități de kJ.
Este tipic să fie nevoie să efectuați o conversie unitară pe valoarea lungimii de undă pentru a putea să funcționeze în ecuație. În primul rând, convertiți nm în m. Nano- este 10-9, deci tot ce trebuie să faceți este să mutați zecimalul pe 9 puncte sau să împărțiți cu 109.
500,0 nm = 500,0 x 10-9 m = 5.000 x 10-7 m
