Um fóton tem uma frequência de 6,5 x 109 Hz. (a) converta esta frequência em comprimento de onda (nm). Esta frequência está na faixa visível do espectro? (b) Calcule a energia (em J) deste fóton. (c) Calcule a energia (em J) de um mol de fótons com a mesma frequência.
\[\eqalign{ & \lambda = \dfrac{c}{f} \cr & \lambda = \dfrac{{\left( {3,0 \cdot {{10}^8}{\text{ }}\dfrac{{\text{m}}}{{\text{s}}}} \right)}}{{\left( {6,5 \cdot {{10}^9}{\text{ Hz}}} \right)}} \cr & \lambda = 0,046{\text{ m}} \cr & \lambda = 4,6 \cdot {10^7}{\text{ nm}} }\]
Portanto, o comprimento de onda do fóton é de \(\boxed{4,6 \cdot {{10}^7}{\text{ nm}}}\).
Os espectro visível está entre \(4 \cdot {10^{ - 7}}{\text{m}}\) e \(7 \cdot {10^{ - 7}}{\text{m}}\). Logo, o comprimento de onda do fóton não está na faixa visível.
b)
\[\eqalign{ & E = \dfrac{{hc}}{\lambda } \cr & = \dfrac{{\left( {6,62 \cdot {{10}^{ - 34}}\dfrac{{{{\text{m}}^2} \cdot {\text{kg}}}}{{\text{s}}}} \right)\left( {3,0 \cdot {{10}^8}{\text{ }}\dfrac{{\text{m}}}{{\text{s}}}} \right)}}{{\left( {0,046{\text{ m}}} \right)}} \cr & = 4,31 \cdot {10^{ - 24}}{\text{J}} }\]
Logo, a energia do fóton é de \(\boxed{4,31 \cdot {{10}^{ - 24}}{\text{J}}}\).
c)
\[\left( {4,31 \cdot {{10}^{ - 24}}{\text{J}}} \right) \cdot \left( {6,02 \cdot {{10}^{23}}} \right) \cong 2,60{\text{ J}}\]
Portanto, a energia de um mol dos fótons descritos é de, aproximadamente, \(\boxed{2,60\text{ J}}\).
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