6.3 jak energia jest związana z długością fali promieniowania?
możemy myśleć o promieniowaniu albo jako o falach, albo jako o pojedynczych cząstkach zwanych fotonami. Energia związana z pojedynczym fotonem jest dana przez E = hv, gdzie E jest energią (jednostki SI J), H jest stałą Plancka (h = 6,626 x 10-34 J s), a ν jest częstotliwością promieniowania (jednostki SI s–1 lub Hertz, Hz) (patrz rysunek poniżej)., Częstotliwość jest związana z długością fali λ=c / ν, gdzie c, Prędkość światła, wynosi 2,998 x 108 m s-1. Inną ilością, którą często zobaczysz, jest liczba falowa, σ=1 / λ, która jest powszechnie podawana w jednostkach cm-1.
energia pojedynczego fotonu o długości fali λ jest podana przez:
E = hc λ = 1.,Ffea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpi0dc9GqpWqaaeaabiGaciaacaqabeaadaabauaaaOqaaabbaaaaaaaaIXwyJTgapeGaamyraiaabckacqGH9aqpcaqGGcWaaSaaaeaacaWGObGaam4yaaqaaiabeU7aSbaacqGH9aqpcaqGGcWaaSaaa8aabaWdbiaaigdacaGGUaGaaGyoaiaaiIdacaaI2aGaey41aqRaaeiOaiaaigdacaaIWaWdamaaCaaaleqabaWdbiabgkHiTiaaigdacaaI2aaaaOGaaeiOaiaabQeacaqGGaGaaeOBaiaab2gacaqGGcGaaeiCaiaabIgacaqGVbGaaeiDaiaab+gacaqGUbWdamaaCaaaleqabaWdbiabgkHiTiaaigdaaaaak8aabaWdbiabeU7aSbaaaaa@5AA2@
Note that as the wavelength of light gets shorter, the energy of the photon gets greater., Energię mola fotonów o długości fali λ można znaleźć mnożąc powyższe równanie przez liczbę Avogadro:
E M = hc N A λ = 1.,GaamyqaaWdaeqaaaGcpeqaaiabeU7aSbaacqGH9aqpcaqGGcWaaSaaa8aabaWdbiaaigdacaGGUaGaaGymaiaaiMdacaaI2aGaaeiOaiabgEna0kaabckacaaIXaGaaGima8aadaahaaWcbeqaa8qacaaI4aaaaOGaaeiiaiaabQeacaqGGaGaaeOBaiaab2gacaqGGcGaaeyBaiaab+gacaqGSbWdamaaCaaaleqabaWdbiabgkHiTiaaigdaaaaak8aabaWdbiabeU7aSbaaaaa@5A32@
w lekcji na temat składu atmosfery, widziałeś, jak promieniowanie słoneczne UV było w stanie rozbić cząsteczki, aby zainicjować chemię atmosfery. Cząsteczki te absorbują energię fotonu promieniowania, a jeśli energia fotonu jest większa niż siła wiązania chemicznego, cząsteczka może się rozpadać.
Sprawdź swoje zrozumienie
rozważ reakcję O3 + UV → O2 + O*. Jeśli siła wiązania między O2 I O* (tj., atom tlenu w stanie wzbudzonym) wynosi 386 kJ mol-1, Jaka jest najdłuższa długość fali jaką może mieć Foton i nadal przerwać to Wiązanie?
odpowiedź: Rozwiąż dla długości fali w równaniu
λ= 1,196 × 10 8 j nm mol -1 E M = 1.,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@817C@