レーザーからの光子の放出率を計算する方法

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電磁波の束は毎秒数十億の光子を運ぶことができます。この多数の光子は、ビームによって運ばれるさまざまな個々のエネルギーパケットを表します。光子の放出速度はエネルギーの放出速度に正比例するので、それを放出しているレーザの出力を知ることでビーム内の光子の数を計算することが可能です。もう1つの要素、つまりビームの周波数もそのパワーを決定します。この周波数は、ビームを形成する波の速度と長さを使用して計算できます。

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高強度レーザーは多くの光子を運ぶ （Jupiterimages / Photos.com / Getty Images）

1. 毎秒3 x 10 ^ 8 mの光速に、ビームの周波数に対する光子のエネルギーの比である6.63 x 10 ^ -34を掛けます。（3 x 10 ^ 8） ｘ（６．６３×１０ −３４）＝ １、＝ ９８９×１０ −２５。

2. この応答をビームの波長で割ります。例を続けると、波長が700 x 10 ^ -9メートルのビームを想定します。除算の結果、（1,989 x 10 ^ -25）/（700 x 10 ^ -9）= 2,841 x 10 ^ -19となります。

3. 1秒あたりのワット数またはジュールで測定されたビームのパワーをその応答で割ります。例えば、レーザが１６０Ｗで動作する場合、１６０ ／（２，８４１×１０ −１９）＝ ５．６３１８×１０ −２０である。これは、ビームが毎秒放出する光子の数です。

4. この放射率に、レーザーが作動していた一定期間を掛けます。例えば、１５秒間では、（５．６３１８×１０ ＾ ２０）×１５ ＝ ８．４５×１０ ＾ ２１個の光子がレーザによって放出された。