L'energia minima necessaria per dissociare le molecole di iodio, I2, è 151 kJ / mol. Qual è la lunghezza d'onda dei fotoni (in nm) che fornisce questa energia, assumendo ogni legame dissociato assorbendo un fotone?

Risposta:

#792# nanometri (o scientificamente # 7.92 * 10 ^ 2 * mamma #.)

Spiegazione:

Equazioni applicate a questa soluzione:

# N = n * N_A # dove # N # è la quantità di # N # talpe di particelle e # N_A = 6.02 * 10 ^ 23 * "mol" ^ (- 1) # è il numero di Avagordoro
La legge di Planck # E = h * f # dove # E # è l'energia di un singolo fotone di frequenza # F # e # H # è la costante di Planck, # h = 6,63 × 10 ^ (- 34) * "m" ^ 2 * "kg" * "s" ^ (- 1) = 6,63 * 10 ^ (- 34) colore (blu) ("J") * " S"# 1
# Lambda = v / f # dove # # Lambda è la lunghezza d'onda di un'onda o una radiazione elettromagnetica (EM) di frequenza # F #.

Dalla domanda, rottura #N / A# (una mole di) molecole di iodio consuma

#E ("una talpa") = E * N_A = 151 * colore (rosso) ("kJ") * "mol" ^ (- 1) #

# = 1.51 * 10 ^ 5 * colore (blu) ("J") * "mol" ^ (- 1) #

dove # E # è l'input di energia richiesto per rompere una singola molecola.

Quindi ci vuole

# E = (E ("una talpa")) / (N_A) = (1.51 * 10 ^ 5) / (6.02 * 10 ^ 23) = 2.51 * 10 ^ (- 19) * colore (blu) ("J") #

per rompere una singola molecola di iodio.

Applicare la legge di Planck per trovare la frequenza massima della radiazione EM in grado di rompere una di queste molecole:

# f = E / h = (2,51 * 10 ^ (- 19) * colore (blu) ("J")) / (6,63 * 10 ^ (- 34) colore (blu) ("J") * "s") #

# = 3,79 * 10 ^ 14 "s" ^ (- 1) #

* Assicurati di ottenere l'unità corrispondente alla quantità dopo aver eliminato le coppie corrispondenti. Qui ci aspettiamo # "S" ^ - 1 # per frequenza, che sembra essere il caso. *

assumendo # 3.00 * 10 ^ 8 * colore (magenta) ("m") * "s" ^ - 1 = 3.00 cdot 10 ^ (17) * colore (verde) (mu "m") cdot "s" ^ - 1 # per essere la velocità della luce. Ci si aspetta che un fotone di tali radiazioni EM abbia la lunghezza d'onda

# lambda = v / f = (3,00 * 10 ^ 17 * colore (verde) (mu "m") * "s" ^ (- 1)) / (3,79 * 10 ^ 14 * "s" ^ (- 1)) = 7,92 * 10 ^ 2 * colore (verde) (mu "m) #

fonti:

1. Unità ("dimensioni") della Costante di Planck:

Un'onda ha una frequenza di 62 Hz e una velocità di 25 m / s (a) Qual è la lunghezza d'onda di questa onda (b) Quanto dista l'onda in 20 secondi?

La lunghezza d'onda è di 0.403 m e percorre 500 m in 20 secondi. In questo caso possiamo usare l'equazione: v = flambda dove v è la velocità dell'onda in metri al secondo, f è la frequenza in hertz e lambda è la lunghezza d'onda in metri. Quindi per (a): 25 = 62 volte lambda lambda = (25/62) = 0,403 m Per (b) Velocità = (distanza) / (tempo) 25 = d / (20) Moltiplicare entrambi i lati per 20 per annullare la frazione . d = 500

Qual è l'energia di un fotone che ha una lunghezza d'onda di 9,0 m?

2.21 * 10 ^ -26J L'energia di un fotone è data da E = hf = (hc) / lambda, dove: E = energia di un fotone (J) h = Costante di Planck (~ 6,63 * 10 ^ -34Js) c = velocità di luce (~ 3,00 * 10 ^ 8ms ^ -1) f = frequenza (Hz) lambda = lunghezza d'onda (m) E = (hc) / lambda = ((6,63 * 10 ^ -34) (3 * 10 ^ 8)) /9=2.21*10^-26J

Qual è l'elettricità necessaria per produrre 1 fotone, un fotone rosso e un fotone blu?

Spero non sia troppo confuso ... Ad esempio, consideriamo lo spettro: possiamo cambiare la lunghezza d'onda lambda in frequenza f usando la velocità della luce nel vuoto c: c = lambdaf so: luce blu (approssimativamente) f_B = (3xx10 ^ 8 ) / (400xx10 ^ -9) = 7,5xx10 ^ 14Hz in modo che possiamo trovare l'energia necessaria per ottenere un fotone blu come: E = hf = 6.63xx10 ^ -34 * 7.5xx10 ^ 14 = 4.97xx10 ^ -19 ~~ 5xx10 ^ -19J Ora se hai un generatore di luce (ipotetico) puoi alimentare un coulomb che trasporta questa energia e produrrà un fotone blu. In termini di corrente è possibile produrre 1 fotone