光は、粒子と波の両方の特性を示すという点で、エネルギーのユニークな形態です。この「波と粒子」の二重性を持つ光の基本単位を光子と呼びます。より具体的には、光子は、光の種類に応じた特定の波長と周波数を含む波の束です。波長と周波数の両方が光子のエネルギーに影響を与えます。したがって、光の波長または周波数から光子 1 モルのエネルギーを計算できます。
TL;DR (長すぎる; 読んでいない)
光子のエネルギーを求めるには、プランク定数に光速を掛けてから、光子の波長で割ります。光子のモルについては、結果にアボガドロ数を掛けます。
波長をメートルで特定
光ビームの波長または周波数を特定します。通常、波長はナノメートル (nm) で表され、エネルギー計算のためにメートルに変換されます。式を使用して周波数と波長を簡単に変換できることに注意してください。光の速度 c は、周波数に波長を掛けた値に等しくなります。たとえば、光の波長が 500 nm であるとします。 10 を掛けて、この測定値をメートルに変換します。したがって、500 nm は 5.0 x 10 m に等しくなります。
光子エネルギーの計算
この値を光子のエネルギーの式に代入します。光子のエネルギーは、光速 (3.0 x 10 m/s) とプランク定数 (6.63 x 10 として識別される) を波長で割った値の積に等しくなります。したがって、例の問題を使用すると、光子のエネルギーは 3.9 x 10 ジュールに等しくなります。
\text{光子のエネルギー} =\frac{ch}{\lambda} =\frac{(3\times 10^8)(6.63\times 10^{-34})}{5\times 10^{-7 }}=3.9\times 10^{-19}\text{ ジュール} アボガドロ数を掛ける
光子エネルギー値にアボガドロ数を掛けて、光子 1 モルのエネルギーを求めます。アボガドロ数は、特定の物質の 1 モルに含まれる分子または粒子の数の量であり、6.02 x 10 に等しくなります。したがって、前のステップで計算された値は、1 つの粒子のエネルギーです。これにアボガドロ数を掛けて、1 モルのエネルギーを求めます。
(3.9 \times 10^{-19})( 6.02 \times 10^{23})=2.3 \times 10^5 \text{ ジュール}
