分子の結合エネルギーを光子で切断する条件として、光子のエネルギーが分子の結合エネルギーを上回っていること、光源の発光波長が、分子の結合エネルギーの吸収波長と一致していること、この2つがあると思われますが、後者の部分で、必ずしも発光波長と、吸収波長が一致していなくてはならないのか、それとも発光波長が吸収波長よりも多少なら高くても良いのか、疑問に思っています。また、吸収波長は単一波長なのかどうなのかというのも疑問です。ただし、光子による熱作用はあってはならないものとします。どうか、わかりやすく教えて頂けないでしょうか。

A 回答 (1件)

えっと、この場合、問題を混乱していますね。



「分子の結合エネルギーの吸収波長」
というのは、結局 結合エネルギー ΔE を光のエネルギー、

ΔE=hν=hc/λ

に換算した場合の波長λのことですよね?
従って、この波長と実際に与える光の波長が一致しなければならないのは当然のことなのです。


したがって「光子のエネルギーが分子の結合エネルギーを上回っていること」
というのはおかしいですね。ΔE=hνでなければならないのですから。

必要なのは、波長の一致した光と、その強度(光子の数)です。
強度の必要性は、遷移確率あるいは遷移モーメントに関連があります。
調べてみて下さい。
    • good
    • 0

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q光速度を求める実験について 波長×周波数=速度 の式を用いて…。

光速度を求めるために、波長×周波数=速度の式を使って実験しようと思っていたのですが、周波数を求める実験方法が分かりません。
波長はヤングの干渉実験を用いて実験しています。
(波長の実験は、計算すると波長が15μmになってしまい光の波長にしては大きすぎると思うんです。こちらの実験も何か注意すべき事等教えて下さい!ちなみに、この実験ではレーザーポインターを光源としました。)

周波数を求める実験方法(機械などは使わないでできたら嬉しいです。)と、ヤングの干渉実験についての注意点など、教えて下さい!

Aベストアンサー

現代の定義では、光が1秒間に進む距離は299792458mに確定されているので、1秒を正確に測り、1秒間に振動する回数を正確に測れれば、周波数が決まり、その結果波長が決まります。ただ、それはあとづけで、光速度一定が定義になる前には、波長と周波数の両方を確定する作業が必要なわけで、たとえば、基本的な干渉実験でやりたい!という事になるわけですネ!?

有効数字は、9ケタなどは無理ですから、2ケタくらいが目標でしょうか?おおよそ30万キロm/sくらいになればよいという感じで・・・。

ヤングの干渉では、波長λ、ピンホール間隔D、スクリーンまでの距離L、スクリーンの光軸からの距離をxとしたとき、Mを整数として
D/L=Mλ/x
を満たすところで干渉の明点が現れる・・でしたね。これでλを20倍以上間違える可能性があるとすると・・・

D=5mm
L=1m
λ =0.7μm
くらいでつくったとして
M=1だと、xは140μmですか?? これを正確に測るのは、手作りではチョト難しいですかね?
間違えるのは、M以外に考えにくいですが、どうでしょ?

こうゆ~時は、Mは確定させずに、差分 ΔM/Δx=D/(Lλ)  と微分形式で変化率を考えて
Δxのなかに、干渉明点がいくつあるか?とΔMを数えて、λを求めた方が、いいかもしれませんね。やってみないとわかりませんが・・・・。

さて、周波数はどう測りましょ?
これは難題ですね!

産総研の計量部門のように、多くの干渉光源でヘテロダイン周波数変換の連結をつくって、光の周波数を電波領域まで落とす事ができる組織ならできますし、光COM光源など、周波数を決定調整できる装置を持っている人なら、周波数を決められますが、そんな装置を持ってるなら、ヤングの干渉実験なんかやりませんよね!

光はあきらめて、電波は簡単にコヒーレントなんで、GHz前後の周波数の発信機を基にして、周波数を決めた電波で、アンテナ型の干渉実験をやって、波長を求める方向が良いのでは?と思いますが、それでは面白くないですね。

AOかEOか、ゼーマン効果のどれかを用いて、1つのレーザから、数M~数GHzの微小な周波数差を持つ2つの光をだし、ヤングの干渉では難しいので、マイケルソン干渉計で、2周波数の合成波長から光速を求めるか?でも、機械走査系をつかいたくないという趣旨に反しますし、波長程度の走査ができるくらいなら、ヤングの干渉実験ではやりませんよね~?

がらりとかえて、TOF(飛行時間計測)に行ってしまうのもありですかね~?。半導体レーザをMHzぐらいでON/OFFして、10~100mくらいのところに反射鏡を置いて、光が往復飛ぶのに何秒かかったか?をオシロスコープで測るというやりかたです。これは、当たり前ですが、波長も周波数も関係なく、光速が測れます。

波長を測るのと、周波数を測るのは、似ているようで、実は大きくちがいます。周波数は、15乗の周波数でも、1秒かければ1Hzの分解能で測れますが、波長を15ケタの分解能で測るのは難しいですね。ですから、光の速度を定義で決めてしまい、時間を測れば波長は無視できるようにしてしまうわけです。

現代の定義では、光が1秒間に進む距離は299792458mに確定されているので、1秒を正確に測り、1秒間に振動する回数を正確に測れれば、周波数が決まり、その結果波長が決まります。ただ、それはあとづけで、光速度一定が定義になる前には、波長と周波数の両方を確定する作業が必要なわけで、たとえば、基本的な干渉実験でやりたい!という事になるわけですネ!?

有効数字は、9ケタなどは無理ですから、2ケタくらいが目標でしょうか?おおよそ30万キロm/sくらいになればよいという感じで・・・。

ヤング...続きを読む

Q光の吸収: あらゆる波長の光を吸収するわけではないのに

こんにちは,光の吸収について勉強しています.

物質の電子のエネルギー準位は,とびとびのレベルをとるために,吸収する波長が限られる.基底準位と励起準位の差分エネルギーに相当する波長を持つ光が吸収される.

と理解しております.すなわち,物質は何でもかんでも全ての光を吸収するわけではない,ということですね.すると,

1.例えば,何かの透明でない板(木でもプラスチックでも)があったとして,それが透けて見えない理由はなんでしょうか.この板の中にはあらゆる波長の光が吸収される程多くの色々な物質が入っているということでしょうか? 

2.青い板があったとして,これは青以外の波長の光を吸収しているということですが,なぜ透けていないのでしょうか? 表の青色は,裏面からの透過光(を含んでいる)とは思えませんが.

3.Siの単結晶板も透明でありませんが,Siのバンドギャップは赤外域の波長(1200nm)に相当するようです.なぜ可視光を透過しないのでしょうか.

光の吸収を勉強していて,当たり前に思えていたことに疑問を覚えました.何か勘違いしているかも知れず,これも危惧しております.どうか,回答お願い申し上げます.宜しくお願いします.

こんにちは,光の吸収について勉強しています.

物質の電子のエネルギー準位は,とびとびのレベルをとるために,吸収する波長が限られる.基底準位と励起準位の差分エネルギーに相当する波長を持つ光が吸収される.

と理解しております.すなわち,物質は何でもかんでも全ての光を吸収するわけではない,ということですね.すると,

1.例えば,何かの透明でない板(木でもプラスチックでも)があったとして,それが透けて見えない理由はなんでしょうか.この板の中にはあらゆる波長の光が吸収される程...続きを読む

Aベストアンサー

よいご質問だと思います。実は深く掘り下げると奥の深い話になってきます。
とりあえずは基本部分のみ説明しましょう。

ご質問では透明ではないという理由をお考えですが、その場合には、単に吸収だけではなく散乱、反射も考えなければなりません。

まずは吸収からいきましょうか。
基本的には、

>物質の電子のエネルギー準位は,とびとびのレベルをとるために,吸収する波長が限られる.基底準位と励起準位の差分エネルギーに相当する波長を持つ光が吸収される.

その理解でよいです。
ではその吸収する波長幅はどの程度になると思いますか?
幅が0になるでしょうか。実は0にはなりません。
このスペクトルの広がりには大きく分けると均一広がりと不均一広がりがあります。均一広がりの代表的なものは、励起準位の寿命です。
寿命が短いと幅は広くなります。(これは有限時間の波では単一周波数にはなりえないからでフーリエ変換すればわかります)
言い換えると励起準位自身が幅を持っているということを意味します。

次に不均一広がりですが、一つはドップラーシフトです。分子・原子毎にこのシフトがランダムにおきますので、全体として広がりを持ちます。特に気体では顕著ですが固体も格子振動していますので生じています。もう一つは原子・分子が周囲の原子・分子の影響を受けて共鳴する励起準位にずれが生じます。これも一つの原子・分子では広がりは見えませんが、集合体としては広がりを持ちます。

上記に書いた均一広がりや不均一広がりの原因はあくまで代表例であり、このほかにも色々あります。

さて、次にでは物質にはどの位の共鳴する励起準位があるのでしょうか?
構造が単純な原子でも実はかなりの数があります。それが分子となり、さらには分子の集団となるとき、その数は非常に多くなってきます。

つまり、整理すると、一つ一つの励起準位を取り上げても広がりがあり、それが更に沢山存在するわけですから、それらは重なり合い全体に吸収する部分が容易に生じるわけです。

そのため普段見かける物質の大半は幅広い範囲で吸収を示し、まったく吸収を示さない波長はほとんどありません。もちろん吸収の程度にはかなり差がありますが。

さて、吸収の次は散乱です。
一番わかりやすいのは磨りガラスです。ガラスは本来透明ですが、沢山の傷により光は色んな方向に散乱します。当然光源側に戻る成分もあり、透過率は100%では無くなります。また透過した光も散乱されているため、透明ではなく濁っています。

散乱の物理的原理を説明し出すと大変なので詳細は省略しますけど、基本的には原子・分子で一度光が吸収されてまた光として再放出される時に環境がランダムなので、方向もランダムになるという現象です。(環境が均一ならば入射光と同じ方向に進む光になり、これは透明体と同じです)

最後には反射です。
ガラスでも水面でもそうですが、斜めから光を入れると反射が強くなります。
つまり透過光量は少なくなります。
極端なのは金属反射です。実は金属のような導電体では光の電場を打ち消すように自由に動ける電子がいるため、この電子により電場か打ち消され、進入できません。その場合、その光のほとんどが反射してしまうわけです。(わずかには吸収されますので、それが金属毎に微妙に違う光沢の色になります)
つまり金属はそもそも電場を打ち消されて進入できないので、光を通さないわけです。


さて、これで吸収、散乱、反射の三現象がわかりました。


>1.例えば,何かの透明でない板(木でもプラスチックでも)があったとして,それが透けて見えない理由はなんでしょうか

まず、木で考えると、木を非常に薄くすることを考えてみます。カンナくずはその代表例です。すると光が散乱されるけど透過することがわかります。
これにより、まず強い吸収があることがわかります。
また散乱もあることがわかります。

反射は?
たとえば木の表面をカンナがけしてきれいな面にすると、正反射の位置で太陽光を反射させてみると表面が輝き光が反射しているのがわかります。つまり反射もあるわけです。でも木が見えるということは、単に反射のためだけではなく散乱もあるということに気がつくでしょう。でないと木が見えません。

プラスチック板でもなんでもやはり同じですね。


>2.青い板があったとして,これは青以外の波長の光を吸収しているということですが,なぜ透けていないのでしょうか?

こちらももうわかると思います。
青い板が見えるのは基本的には散乱によります。
ただ青く見えるのは何故でしょうか。それは青以外の波長は散乱より吸収が強いからということに他なりません。散乱時点でも吸収が強い波長の場合には散乱するより吸収が強くなるわけですね。

たとえばプラスチックの青い板をうんと薄くするとどうなるでしょうか。青いセロハンになるわけです。青い光は吸収が少ないけど他の色の吸収は強いわけです。

ただ青いといっても、青の光をまったく吸収しないわけではありませんから、厚みをますと結局光は透過して見えることはなくなります。


>3.Siの単結晶板も透明でありませんが,Siのバンドギャップは赤外域の波長(1200nm)に相当するようです.なぜ可視光を透過しないのでしょうか.

バンドギャップより長波長はエネルギーが低いので透過しますね。
で、半導体の場合には単純に一つの準位ではありません。いくつもの吸収する準位があります。そのためそれら準位の重ね合わせとして幅広く吸収が生じています。
つまりバンドギャップEgより短波長では吸収領域が幅広く存在しているわけです。

もう一ついうと、光により励起された電子は価電子帯にいるわけですから、その構造はかなり金属と似ています。そのため見かけは金属と似た感じの金属反射のような感じに見えるわけです。

よいご質問だと思います。実は深く掘り下げると奥の深い話になってきます。
とりあえずは基本部分のみ説明しましょう。

ご質問では透明ではないという理由をお考えですが、その場合には、単に吸収だけではなく散乱、反射も考えなければなりません。

まずは吸収からいきましょうか。
基本的には、

>物質の電子のエネルギー準位は,とびとびのレベルをとるために,吸収する波長が限られる.基底準位と励起準位の差分エネルギーに相当する波長を持つ光が吸収される.

その理解でよいです。
ではその吸...続きを読む

Q周波数差Δωを波長差Δλに変換する式

レーザーの線幅などは、よく周波数差Δωで表されていますが、
これを波長差Δλに変換するにはどう計算すればよいのでしょうか?

単純に考えると、ω1=c/λ1、ω2=c/λ2(ω1>ω2)として
Δω=ω1-ω2=c(λ2-λ1)/(λ1×λ2)
Δλ=λ2-λ1=Δω×(λ1×λ2)/c
となり、λ1とλ2が分からなければΔλが計算できないというおかしな結果になってしまいます。

とてつもなく無知な質問をしているかもしれませんが、
ご教授お願いします。

Aベストアンサー

Δω だけしか分からないときはΔλ は求められません。
ω0 ≡ ( ω1 + ω2 )/2 と定義したとき、Δω << ω0 ならば、Δλ ≒ c*( Δω/ω0 ) となります。
つまり、Δω から Δλ を計算するには、ω0 が分かっている必要があります。

ω0 ≡ ( ω1 + ω2 )/2 、Δω ≡ ω1 - ω2 と定義すれば、
   ω1 = ω0 + Δω/2、ω2 = ω0 - Δω/2
が成り立ちます。なぜなら、この定義から
   ω1 - ω2 = ( ω0 + Δω/2 ) - ( ω0 - Δω/2 ) = Δω
   ( ω1 + ω2 )/2 = ω0
となるからです。

したがって、λ1 = c/ω1、λ2 = c/ω2 なので
   Δλ ≡ λ2 - λ1
       = c/ω2 - c/ω1
       = c*( 1/ω2 - 1/ω1 )
       = c*{ 1/( ω0 - Δω/2 ) -1/(ω0 + Δω/2 ) }
       = c*Δω/{ ω0^2 - ( Δω/2 )^2 }
       = c*( Δω/ω0 )/[ 1 - { Δω/( 2*ω0 ) }^2 ]
となります。 Δω << ω0 ならば、 1 - { Δω/( 2*ω0 ) }^2 ≒ 1 なので
   Δλ ≒ c*( Δω/ω0 )

Δω だけしか分からないときはΔλ は求められません。
ω0 ≡ ( ω1 + ω2 )/2 と定義したとき、Δω << ω0 ならば、Δλ ≒ c*( Δω/ω0 ) となります。
つまり、Δω から Δλ を計算するには、ω0 が分かっている必要があります。

ω0 ≡ ( ω1 + ω2 )/2 、Δω ≡ ω1 - ω2 と定義すれば、
   ω1 = ω0 + Δω/2、ω2 = ω0 - Δω/2
が成り立ちます。なぜなら、この定義から
   ω1 - ω2 = ( ω0 + Δω/2 ) - ( ω0 - Δω/2 ) = Δω
   ( ω1 + ω2 )/2 = ω0
となるからです。

したがって、λ1 = c/ω1、λ2 = c/ω2 なので
  ...続きを読む

Q光の波長と光子について

はじめまして。数式は苦手ですが、光って何だろうと思いあちこちのサイトやここの質問を読みなんとかイメージが湧きました。このイメージって正しいのかお知恵を貸して下さい。

・光の波長について質問

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=123638
No.5さんによると

> 人間の目に見える光(可視光)は
>  7.6×10^-7(赤) ~ 3.9×10^-7(紫) [m]

例えば光子が左から右に向かって上下にふるふるしながら進む時

■ ○ ○ ○ ○
■○ ○ ○ ○ ○⇒光子の進行方向(速度=光速?)
↑  |--|
↑   ↑
↑   ☆この距離が波長?
タテにふるふるしている幅(振幅?)

質問1.一般的な認識は上の図ので正しい?

質問2.波長が短いという事は、より頑張って早くふるふるしているという意味で正しい?
※波長(赤)より遅いふるふる=電波以下の別モノ
※波長(紫)より早いふるふる=X線以上別モノ

質問3.早くふるふるするほどエネルギーが大きい?

質問4.ふるふるの向きは(図では便宜上、上下にふるふる)実際は前後左右上下ランダム?または進む方向に対して必ず直角とか?

・光子ついて質問

光子とは静止時の質量が0で、進み方・交わり方は波のように振舞うが、光子単体の動きや、何かにぶつかった時は粒子のような振舞いをする、ふるふるしたエネルギーと認識してます。
絵的にはバイブで着信中の携帯(光子)を真っ直ぐ投げたイメージです。

質問5.私の光子のイメージは正しい?

質問6.光子の形状は例えば球体というように、具体的に形状をイメージすることは可能?
(実際には誰も見たことがない。というより見る方法が無いですよね?)

質問6.このふるふるは、波長という単位以外に、秒間何回ふるふるするかという周波数でも表すことができる?

他にも何かイメージの沸く説明があれば、ぜひお願いします。変な日本語ですみません。^^;

はじめまして。数式は苦手ですが、光って何だろうと思いあちこちのサイトやここの質問を読みなんとかイメージが湧きました。このイメージって正しいのかお知恵を貸して下さい。

・光の波長について質問

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=123638
No.5さんによると

> 人間の目に見える光(可視光)は
>  7.6×10^-7(赤) ~ 3.9×10^-7(紫) [m]

例えば光子が左から右に向かって上下にふるふるしながら進む時

■ ○ ○ ○ ○
■○ ○ ○ ○ ○⇒光子の進行方向(速度=光速?)
↑  |--|...続きを読む

Aベストアンサー

 光子についての質問者様のイメージが正しいか間違っているかは、誰もわかりません。そもそも、粒子でもあり波であるものなど、人間にはイメージできるはずもありません。せいぜい、粒子のイメージをベースに波としての振る舞いを持たせるか、波のイメージをベースに粒子としての振る舞いを持たせるか、ということくらいしか想像できませんが、どっちにしろ、正しい理解にはなりません。
 正しい理解は、唯一、数式を用いて得られます。つまり、物理量の間の関係を定量的に示して、初めて正しい理解が得られます。しかし、数式だけで現象を理解することは難しいので、通常は理解しやすいようなイメージが色々と考えられる訳です。単に、自分で納得するだけであれば、自分で好きなようにイメージすればよいのです。
 気をつけなければならないことは、そのようなイメージから理論を導くことはできない、ということです。イメージからヒントが得られることはあるでしょうが、イメージだけで理論は作れません。例えば、質問者様が考える「ふるふる」について、単に、イメージとして持っておくだけで、実際に光子の挙動を求めるときは、電磁気学とか、場の量子論を応用する、というのならば、まったく問題はないのですが、「ふるふる」を現実の運動と考えて、その力学を求めようと考えてしまうと、まったく見当はずれな方向に行ってしまいます。
 ということで、数式を使って理解することをお勧めします。その上で、光子が球体であるとか、自由に好きなようにイメージすればよいのです。

 光子についての質問者様のイメージが正しいか間違っているかは、誰もわかりません。そもそも、粒子でもあり波であるものなど、人間にはイメージできるはずもありません。せいぜい、粒子のイメージをベースに波としての振る舞いを持たせるか、波のイメージをベースに粒子としての振る舞いを持たせるか、ということくらいしか想像できませんが、どっちにしろ、正しい理解にはなりません。
 正しい理解は、唯一、数式を用いて得られます。つまり、物理量の間の関係を定量的に示して、初めて正しい理解が得られま...続きを読む

Q屈折率と波長と周波数の関係について

はじめまして。
ちょっと困っているので助けてください。

屈折率は入射光の波長に依存しますよね?
一般的な傾向として、波長が長くなると
屈折率は小さくなりますよね?
それで、このことを式で説明しようとしたんですが、

屈折率は真空の光速と媒質中の光速の比なので、
n=c/v
媒質中の光の速度、位相速度は
v=fλ
で、周波数と波長に依存します。

ところが!波長と周波数は逆数の関係なので、
この二つの式を使ってしまうと
屈折率が波長に依存しないことになってしまうのです・・・。
どうかこのあたりの説明をおしえてくださいませんか。
よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

ekisyouさん、改めまして初めまして。
ご指摘のようにfとνは全く同じものです。同じ物理量に異なる文字を使ってしまったのは私のミスです、申し訳ありませんでした。また「振動数」「周波数」の二つの言い方を用いましたがこれもどちらでも同じことです。ekisyouさんのこれまでのお考えで正しいです。

前回の回答をもう一度正しく書くと
--------
n=c/v
が屈折率の定義そのものである。真空中の光速cは不変であるからnが波長(または周波数)依存性を持つとしたら媒質中の光速vが周波数依存性を持つことになる。従ってこの式は周波数をfとして
n=c/v(f)
と表すべきものである。
二番目の式
v(f)=fλ
で、vに周波数依存性があることを考えるとfとλは厳密な反比例な関係でない。
--------
となります。大変失礼を致しました。

なお上記の式だけからでは「赤い光の方が紫の光より屈折率が小さくなる理由」は絶対に出てきません。
その理由を説明するためにはどうしても電場中での媒質の分極を考える必要があります。屈折の原因は既にご承知とのことですので、あとはその部分の理解を深めて頂くのみです。
(1)光が媒質中を通過する場合、周囲の媒質を分極させながら進む。
(2)可視光線の範囲であれば、周波数が高くなるほど分極の影響により光は進みにくくなる。
(3)(2)により光の速度が落ちる、ということは即ち屈折率が上がる、ということである。

(2)ですが、共振現象とのアナロジーで考えれば分かりやすいと思います。いまある物体を天井からひもで釣るし、それにさらに紐を付けて手で揺らすこととします。(A)ごくゆっくり揺らす場合は手にはほとんど力はかけなくて済みます。(B )ところが揺らす周期を短くするとだんだんと力が要るようになります。(C)さらに周期を短くして共振周波数に達すると急に力は要らなくなります。(D)そしてさらに揺らす周期を短くしようとすると、あたかもその錘に引張られるような感覚を受けます。(E)そしてさらにずっと周期を短くすると、錘はまったく動かずに錘と手を結んでいる紐だけが振動するようになります。
可視光線はちょうどこの中で(B)の領域になります。すなわち周波数を高くすると、それにつれて周囲の分極があたかも「粘り着く」ようになり、そのために媒質中の光の速度が落ちるのです。(もっとも、「粘り着く」なんて学問的な表現じゃないですね。レポートや論文でこんな表現をしたら怒られそう・・・)

こんな説明でよろしいでしょうか。

参考となりそうなページ:

「光の分散と光学定数の測定」
http://exciton.phys.s.u-tokyo.ac.jp/hikari/section2.htm
同、講義ノート(pdfでダウンロード)
http://exciton.phys.s.u-tokyo.ac.jp/kouginote/opt2k.html

"Kiki's Science Message Board" この中の質問[270]
http://www.hyper-net.ne.jp/bbs/mbspro/pt.cgi?room=janeway

過去の議論例(既にご覧になっているかと思いますが)
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=140630

ekisyouさん、改めまして初めまして。
ご指摘のようにfとνは全く同じものです。同じ物理量に異なる文字を使ってしまったのは私のミスです、申し訳ありませんでした。また「振動数」「周波数」の二つの言い方を用いましたがこれもどちらでも同じことです。ekisyouさんのこれまでのお考えで正しいです。

前回の回答をもう一度正しく書くと
--------
n=c/v
が屈折率の定義そのものである。真空中の光速cは不変であるからnが波長(または周波数)依存性を持つとしたら媒質中の光速vが周波数依存性を持つことにな...続きを読む

QD2光源から紫外線の特定波長だけを抜き出したいです

190nm~450nmくらいまでの波長を発するD2光源から、
短波長の紫外線200nm~250nmを抜き出したいと考えております。

中心波長を変えたり、波長幅を変えたり(最大50nmくらい)
したいと考えておりますが、なにか方法はありますでしょうか。
たとえば、
中心波長 225nm 波長幅±25nm
中心波長 205nm 波長幅±5nm
中心波長 210nm 波長幅±10nmなどです。


目的は波長の違う紫外線で、蛍光反応を調べたいということです。

バンドパスフィルターなどを組み合わせることも考え、
組み合わせ次第で可変にも出来るかと思いましたが、
波長が短いこともあり、出来ませんでした。

また、申し訳ありませんが当方科学にそれほど詳しくなく、
的外れな質問をしてしまったかもしれません。
お詳しい方、教えていただければと思います。
どうぞよろしくお願いします。

Aベストアンサー

 回折格子の溝数が少なくf値が大きいモノクロメーターで、スリットをあければ数十nmの範囲の光をスリットから出す事はできるでしょう。これらは、回折格子の式で簡単に計算できますから、光学の教科書を読んで勉強してみてください。あるいは、照明学会が出している「光の計測マニュアル」のような実践的な本でも良いでしょう。通常、モノクロメーターは数個の回折格子を搭載し、切り替えて使用できるようになっていますので、波長幅にあわせて複数の溝数のものを使い分けるのがいいでしょう。

 モノクロメーターでどの程度の出力が得られるかは、回折格子の材質や溝形状により大きく異なります。適切なものを選べば70~80%は出るでしょうが、不適切な物を選べば10%以下に簡単になります。また、その波長域は、通常の光学実験で使用するAlやAgミラーが使えません。モノクロメーター内の凹面鏡も、紫外増強型を選択しておく必要があるでしょう。こういった事も含め、有る程度ご自分で勉強されてから、メーカーに相談すればいいでしょう。

 ところで、励起の中心波長をふるというのは理解できますが、幅をふる必然性がよく理解できません。私もPLE(Photoluminescence excitation)のような励起側をスキャンする発光測定をすることがあります。このような実験では、見たい準位に共鳴させるため、波長範囲を制限する必要があります。もちろん、スペクトルを先鋭化しすぎると通常は強度的に厳しくなるので、分解能を犠牲にして波長範囲をそこそこにすることはありますが。
 200nmと250nmでは1eV近くもエネルギーが違います。物性物理屋の感覚としては、非常に大きな差です。たぶん、特殊な実験で、そういったかなりエネルギーの異なる光を同時照射した場合のみ起こる現象をとらえられようとしているのだとは思います。が、特殊なスペックの装置の入手に苦労される前に、しかもそれなりのお金を使われる前に、本当にその波長幅が必要なのか今一度ご検討されてもいいかと思います。

 回折格子の溝数が少なくf値が大きいモノクロメーターで、スリットをあければ数十nmの範囲の光をスリットから出す事はできるでしょう。これらは、回折格子の式で簡単に計算できますから、光学の教科書を読んで勉強してみてください。あるいは、照明学会が出している「光の計測マニュアル」のような実践的な本でも良いでしょう。通常、モノクロメーターは数個の回折格子を搭載し、切り替えて使用できるようになっていますので、波長幅にあわせて複数の溝数のものを使い分けるのがいいでしょう。

 モノクロメータ...続きを読む

Q波長は変わるが周波数は変わらない…だと?

波は屈折したあと、波長は変わるけど周波数は変わらない。音波も、気温が下がると波長は短くなるけど周波数は変わらない。
1、なぜでしょうか??2、周波数は変わるけど波長は同じ場合はないのでしょうか?
救いの手をよろしくお願いします。

Aベストアンサー

 進行波の中のある定点での波の振動を考えてください。
 この点での振動は、進行波の速度に無関係で、一定の周波数で振動しています。
 波長が変化するのは、進行波の速度の影響を受けるからです。

 波長が一定で周波数が変化する例は思いつきません。

Q偏光子、検光子、1/4波長板の物理的な原理

タイトルの通りなんですが、偏光子・検光子・1/4波長板の違いや、それぞれの物理的な原理などを教えていただけませんか?

Aベストアンサー

偏光子も検光子も直線偏向板です。
光の入射側に入れる場合が偏光子、反射や透過側に入れるのが検光子といいわけているだけです。

1/4波長板は、位相をπ/4ずらす機能が付いていて、ある偏向面で直線偏光を入射すると円偏光になります。入射偏向面を90度ずらすと左右の回転方向が変わります。中途半歩な偏向面で入射すると楕円になる。
これらは逆変換もできます。円偏光→直線偏光

詳しい原理は図を見ながらじゃないと理解しにくいので、調べてみて下さい。

Q周波数と波長の定義

周波数(f)と波長(l)の積は光速(c)になるわけですが、これが媒質中の場合はどのようになるのでしょうか?
つまり屈折率がnとすると媒質中の光速はncになるわけですが、これは周波数がn倍になったのか、それとも波長がn倍になったのかどちらなのでしょうか?

Aベストアンサー

参考資料を探してきました。
http://www15.wind.ne.jp/~Glauben_leben/Buturi/Hadou/Hadoubase6.htm
15-1反射・屈折の下の方、質問1とその回答をご覧になってください。

参考URL:http://www15.wind.ne.jp/~Glauben_leben/Buturi/Hadou/Hadoubase6.htm

Q二光子吸収の起こる条件とは

アインシュタインが光電効果を発見したとき
いくら光の強度を強くしても、ある波長より短い光を使わなければ電気が流れないというところから、光が波ではなく粒子であるということを発見したということは有名な話ですが
では二光子吸収はどう考えればよいのでしょうか?
この現象は2つの光子を吸収して普通では超えられない禁制帯を飛び越えるという現象ですが、これが起こってしまうと光電効果のような現象は起こらなかったのではないのでしょか?
となると、2光子吸収を起こすためには何か条件があるということなのでしょうか?
そのへんを詳しく教えて下さい。よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

回答した後に、そういえば結晶関係の説明がまだ不足していたと思うので補足しますね。
非線形を示す結晶関係は主に分極による屈折率分布が主要なメカニズムですけど、その中身を見ると、単純な分極によるものと、光強度に応じて励起された電子が移動して巨大な分極を形成してそれによる屈折率変化によるもの(フォトリフラクティブと呼ばれています)が主な物です。(あとカラーセンターのような不純物が関与する物もあります)

両方に共通しているのは、高い誘電率がある、誘電体であるということです。
前者については、分極により結晶構造がゆがむため、必然的に現れるのは非線形になりますし、その結晶特有の事情が関与してきます。

後者についてはその結晶のバンド構造が特殊で励起された電子が移動できる伝導帯を構成していることと、分極による電場によって屈折率が変化する、要するに電気光学効果と同じ事が生じることが特徴です。

何にしても一般的にこうだからという話は結構難しくて、強い非線形を表す結晶などは、その結晶特有の事情が関与していることが多いです。


人気Q&Aランキング

おすすめ情報