فرمول های بسیار کاربردی در شیمی المپیاد – محاسبه فرکانس و انرژی نور

آموزش جامع شیمی المپیاد دکتر مهدی نباتی

صفر تا صد شیمی المپیاد استاد دکتر مهدی نباتی

دانش آموزان المپیادی عزیزم، یکی از مباحث بسیار مهمی که تقریبا هر سال در شیمی المپیاد، از آن سوال طرح می شود مبحث فرکانس، طول موج و انرژی انتقالات الکترونی در نور و طیف هیدروژن است. این مبحث از کتاب دانشگاهی شیمی عمومی ۱ چارلز مورتیمر می باشد و طراحان سوالات المپیاد شیمی، علاقه عجیبی به این مبحث دارند.

در این مقاله می خواهم فرمول های کاربردی این مبحث را به شما آموزش دهم و با یادگیری زیر ۵ دقیقه ای این مبحث، خیالتان از یک سوال احتمالی شیمی المپیاد راحت باشد.

 

دو فرمول بسیار مهم شیمی نور

امواج رادیویی، امواج فروسرخ، امواج فرابنفش، نور مرئی و اشعه ایکس انواع تابش های الکترومغناطیسی هستند. طرل موج، فرکانس و انرژی این امواج مغناطیسی اط دو فرمول بسیار مهم زیر حاصل می شود:

 

C = λ × ν

E = h × ν

سرعت نور با نماد C و دارای عدد ثابت ۱۰^۸ × ۳ متر بر ثانیه

طول موج با نماد λ (لاندا) و واحد طول (ومتر m)

فرکانس با نماد ν (نوو) و واحد هرتز یا یک بر ثانیه

انرژی با نماد E و واحد ژول

ثابت پلانک با نماد h و دارای عدد ثابت ^۳۴-۱۰ × ۶٫۶۳ ژول در ثانیه (J.s)

 

تست تالیفی شیمی المپیاد

انرژی یک کوتنتوم نور قرمز با طول موج ۷۰۰ نانومتر چند ژول است؟

الف: ^۱۹-۱۰ × ۲٫۸۴

ب: ^۱۹-۱۰ × ۴٫۲۹

ج: ^۱۹-۱۰ × ۴٫۹۷

د: ^۱۹-۱۰ × ۷٫۵۰

 

پاسخ:

ابتدا از طریق فرمول المپیادی اول، فرکانس این نور را حساب می کنیم:

C = λ × ν

C = 3 × ۱۰^۸

λ = ۷ × ۱۰^-۷ m

⇓

ν = ۴٫۲۹ × ۱۰^۱۴ Hz

 

در قدم بعدی، انرژی نور قرمز را حساب می کنیم:

E = h × ν

h = 6.63 × ۱۰^-۳۴ J.s

ν = ۴٫۲۹ × ۱۰^۱۴ Hz

⇓

E = 2.84 × ۱۰^-۱۹ J

 

گزینه صحیح:

بنابراین باتوجه به استفاده از فرمول های طلایی و محاسبات انجام شده، گزینه الف پاسخ صحیح می باشد.

 

دکتر مهدی نباتی

 

 

 

مدرس برتر شیمی المپیاد، کنکور و تیزهوشان در تهران