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光に関わる単位には何があるの?

記事のカテゴリー : 光から色へ| 光の不思議


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光は電磁波の一種です。
どの性質に着目するのかによって、実は色々な単位があります。

ここでは明るさ以外を表す単位に関して列挙してみました。

1)波長

これは波の1周期の長さに着目しています。だから『m(メートル)』と言う単位が使われます。
光を表す時は一般にこの波長を表すメートルを使い、『532nm(ナノメートル)』などと言います。(ナノは10のマイナス9乗)

2)仕事量

レーザーポインターなどの光は、よく『W(ワット)』で表されます。
これ自体は仕事量の単位で、熱量の単位なのです。

本来は「どれくらい明るいの?」 と言うのが知りたいはずなのですが、元々レーザーの世界ではこのワットが重要なアプリケーションが多い為、レーザーポインターでも引き継がれています。

レーザーの危険度を管理する時には特に重要になります。

3)周波数

波長とは1周期の波の長さであり、周波数とはその1秒間での繰り返し数です。

光を含む全ての電磁波の速さは真空中では30万km/秒(=3×108/秒)です。

その為、下記の等式が成り立ち、

『波長 x 周波数 = 光速度 = 3×108m/秒』

これを計算すれば、例えば100nm = 1×10-7m = 3×1016Hzなどと算出できます。

この周波数と言う単位は光ではあまり使われず、ワイアレス通信に用いられる『電波』などで使われます。

4)波数

理化学の世界になりますが、分光学などの世界ではこの『波数』が使われます。
この波数の単位は『cm-1』であり、単位からもわかる様に波長の逆数で長さ1cm当たりにある波の数を表します。

以前はcm-1と書いて『カイザー』と呼ばれていた様ですが、今は何と発音するのでしょうか、何か曖昧な様です。

5)電子ボルト

波長が短い光は光子エネルギーが強く、そのエネルギーは電子ボルト、『eV(Electron Volt)』で表されます。
実際に光と呼ぶべきなのかはわかりませんが、紫外線からX線はその光子エネルギーに着目され活用されているので、この単位が使われがちなのです。

光子エネルギーへの変換方法は簡単に説明すると、1240を波長(単位:nm)で割れば良いだけです。
即ち100nm = 1240eV / 100 = 12.4eV と単純に計算できます。

ふぅっ・・・ここまで来ると、正直良くわからんです。
色々と難しいですね
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