Cómo resolver un problema de energía de longitud de onda
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Este problema de ejemplo demuestra cómo encontrar la energía de un fotón a partir de su longitud de onda.
Conclusiones clave: encuentre la energía de los fotones a partir de la longitud de onda
- La energía de una foto está relacionada con su frecuencia y su longitud de onda. Es directamente proporcional a la frecuencia e inversamente proporcional a la longitud de onda.
- Para encontrar energía a partir de la longitud de onda, use la ecuación de onda para obtener la frecuencia y luego conéctela a la ecuación de Planck para resolver la energía.
- Este tipo de problema, aunque simple, es una buena forma de practicar la reorganización y combinación de ecuaciones (una habilidad esencial en física y química).
- También es importante informar los valores finales utilizando el número correcto de dígitos significativos.
Energía del problema de longitud de onda - Energía del rayo láser
La luz roja de un láser de helio-neón tiene una longitud de onda de 633 nm. ¿Cuál es la energía de un fotón??
Necesita usar dos ecuaciones para resolver este problema:
La primera es la ecuación de Planck, propuesta por Max Planck para describir cómo se transfiere la energía en cuantos o paquetes. La ecuación de Planck permite comprender la radiación del cuerpo negro y el efecto fotoeléctrico. La ecuación es:
E = hν
dónde
E = energía
h = constante de Planck = 6.626 x 10-34 J · s
ν = frecuencia
La segunda ecuación es la ecuación de onda, que describe la velocidad de la luz en términos de longitud de onda y frecuencia. Utiliza esta ecuación para resolver la frecuencia de la primera ecuación. La ecuación de onda es:
c = λν
dónde
c = velocidad de la luz = 3 x 108 m / seg
λ = longitud de onda
ν = frecuencia
Reorganice la ecuación para resolver la frecuencia:
ν = c / λ
Luego, reemplace la frecuencia en la primera ecuación con c / λ para obtener una fórmula que pueda usar:
E = hν
E = hc / λ
En otras palabras, la energía de una foto es directamente proporcional a su frecuencia e inversamente proporcional a su longitud de onda..
Todo lo que queda es conectar los valores y obtener la respuesta:
E = 6.626 x 10-34 J · s x 3 x 108 m / seg / (633 nm x 10-9 9 m / 1 nm)
E = 1.988 x 10-25 J · m / 6,33 x 10-7 7 m E = 3.14 x -19 J
Responder:
La energía de un solo fotón de luz roja de un láser de helio-neón es 3.14 x -19 J.
Energía de un topo de fotones
Mientras que el primer ejemplo mostró cómo encontrar la energía de un solo fotón, el mismo método puede usarse para encontrar la energía de un mol de fotones. Básicamente, lo que haces es encontrar la energía de un fotón y multiplicarlo por el número de Avogadro.
Una fuente de luz emite radiación con una longitud de onda de 500.0 nm. Encuentre la energía de un mol de fotones de esta radiación. Exprese la respuesta en unidades de kJ.
Es típico tener que realizar una conversión de unidad en el valor de longitud de onda para que funcione en la ecuación. Primero, convierta nm a m. Nano- es 10-9 9, así que todo lo que necesita hacer es mover el lugar decimal sobre 9 puntos o dividirlo por 109 9.
500.0 nm = 500.0 x 10-9 9 m = 5.000 x 10-7 7 metro
