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ある試料(絶対屈折率1.51)にレーザー光を照射して、透過率を測定しようとしています。
レーザーの入射角度を変化させてたら、透過率は変化するでしょうか?
入射角度と絶対屈折率から、予め透過率を計算することはできるでしょうか?

A 回答 (1件)

類似の質問に最近答えたばかりですが、入射光の入射角、屈折率から透過率、反射率を求める式はフレネルの式と呼ばれています。

試料表面が平坦であること、吸収がないこと、という条件を満足すればこの式で求めることができます。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%83%AC% …

このwikipediaの式は振幅透過率なので強度透過率にするには、反射率の場合はその二乗(r^2)を、透過率は少し面倒なので1-r^2で計算してください。屈折角βは屈折の法則から求めて代入します。

ただし、入射光の電場の向きによって結果が変わるので、偏光については別途理解しておいてください。

特にレーザー光の場合は偏光した状態で出ている事が多いので、レーザーの縦横の向きによっても結果が変わる可能性があります。

参考URL:http://oshiete1.goo.ne.jp/qa5474157.html
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この回答へのお礼

丁寧な回答ありがとうございます。大変参考になりました。

お礼日時:2009/11/30 19:56

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Q反射率+透過率 が 1 にならない理由について

電磁波の問題のですが・・・

http://laboratory.sub.jp/phy/25.html

のページの一番下の「透過・反射」のところです。

最後に、反射率(R)+透過率(T)=1

とありますが、計算しても 1 になりません。

(ε_n)/(μ_n)  nは任意の数

が、常に一定と仮定すれば

R+T=1

となります。

しかし、実際は媒質によって変わってきますよね?

ってことは常に

R+T=1

は成り立たない気がします。

もし成り立たないなら、物理的にどういった意味があるのでしょうか?

Aベストアンサー

>ってことは常に、R+T=1、は成り立たない気がします。
もし成り立たないなら、物理的にどういった意味があるのでしょうか?

屈折率や誘電率は一般的に複素数だと考えることができます。複素数を考えることによって、媒質による光の吸収の効果を導入することができます。これによって、光の強度は光が進行するに従い、指数関数的に減衰することを示すことができます。

R+T=1

は屈折率や誘電率が実数とした場合(吸収がない場合)に成り立つ関係です。

Q入射光角度と屈折光強度

屈折率nを持った物質に入射した光の角度と、屈折光の強度の関係を計算する方法ってないですか?

Aベストアンサー

理想的な場合ならありますよ。フレネルの式と呼ばれています。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%83%AC%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%81%AE%E5%BC%8F

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

Qガラスの透過率

ガラスに対して透過率測定を行わないで、
屈折率が分かれば透過率を予想できると聞いたのですが本当なのでしょうか?
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夜に窓ガラスを見ると,鏡のように自分の顔が映りませんか? これはガラスの反射率がゼロでないことを意味します。反射率がゼロでなければ,当然透過率は 1 ではありません。屈折率との関係式を,参考 URL に式を示します。

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Q吸光度と透過率

 早速質問させていただきたいのですが、吸光度と透過率にはどのような関係があるのでしょうか?ランベルトベールの法則を利用すると言うのはわかるのですが、吸光度は透過度の逆対数であると理解しているのですが、どう関係しているか分かりません。教えてください。

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私も時々分らなくなることがあります。苦手のひとつですね。分光計で考える良いと思います。試料溶液と溶媒単独を同じ光源からのそれぞれ通過させ、溶媒単独と通過してきた光の強さ(光電管の電圧)I0 と試料溶液を通過してきた光の強さ(光電管の電圧)Iとして、縦軸に光学密度(吸光度とも称されます)log(I0/I)又は透過率(I/I0)、横軸に波長又は波数のチャートが得られます。それ故、吸光度は透過率の逆数の対数になりますね!

Q厚みと透過率の関係

いろいろな厚みのシートを作成しています。
そこで、数点のシートの厚みを変化させたときの透過率を測定すると
あらゆる厚みの透過率がわかる式がありますか?

ほかのサイトの紹介や簡単な意見でもいいので
教えてください!

Aベストアンサー

光学に関しては一般的な知識しか持っていませんが、回答が無いので解る範囲で.....

光の透過率に関しては次のような項目が関係してきます。

表面反射

波長依存性

厚みに関係した減衰率
 厚みが2,3,4倍になるに従い、1/4,1/9,1/16 と光の強度は減衰する。

光線の拡散
 光線が直線状に方向を余り変えずに透過してくるか、
 斜め方向にも拡散してくるか


例えば Wikipedia:透過率 の項を参照下さい。

>光学材料では、表面(界面)で光が反射されるため、素材自体の透過率のことを内部透過率、界面をふくめた全体の透過率を外部透過率と呼ぶ。

多くの用途に対応する為には波長依存性も明らかにする必要があります。
しかし普通には使用する素材について、常用する光の厚みと減衰率の関係を求めれば良いと考えられます。
(波長依存性、拡散については、先ず無視して考えます)

そうすると次のような式が成立する筈です。

 I/I_0 = Kexp(-αx)  (A)

 I,I_0 透過光、入射光 強度
 K:表面効果 (K<=1, 簡単には K=1 と仮定しても良い?)
 α:吸収係数  Wikipedia:吸収係数他 参照
x:厚み=経路長

何種類かの厚みについて、透過光強度を測定し、(A)式の関係を片対数グラフにプロットします。
(横軸=等間隔目盛ー厚み、或いは一定厚みの板枚数、縦軸=対数目盛透過光強度)

そのグラフから関係式が読み取れるのではないでしょうか。

もっと詳しくは、厚みと透過光強度の対数値との関係式を、最小二乗法を使って求めます。

 log(I/I_0) = log(K) +α*x (A')

なおサーチ条件を工夫して調べれば、大抵の情報は回答を待つよりも直ぐに見つかります。
例えば次等

光 透過率
光 透過率 計算式
光 透過率 計算式 OR 関係式
光 透過率 波長依存性 (+計算式、関係式、解説、基礎、物質 OR 材料 OR 素材、.....)
光 拡散率 OR 拡散係数

光学に関しては一般的な知識しか持っていませんが、回答が無いので解る範囲で.....

光の透過率に関しては次のような項目が関係してきます。

表面反射

波長依存性

厚みに関係した減衰率
 厚みが2,3,4倍になるに従い、1/4,1/9,1/16 と光の強度は減衰する。

光線の拡散
 光線が直線状に方向を余り変えずに透過してくるか、
 斜め方向にも拡散してくるか


例えば Wikipedia:透過率 の項を参照下さい。

>光学材料では、表面(界面)で光が反射されるため、素材自体の透過率のことを内部透過率、界面をふく...続きを読む

Q波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式は?

波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式を知っていたら是非とも教えて欲しいのですが。
どうぞよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

No1 の回答の式より
 E = hc/λ[J]
   = hc/eλ[eV]
となります。
波長が nm 単位なら E = hc×10^9/eλ です。
あとは、
 h = 6.626*10^-34[J・s]
 e = 1.602*10^-19[C]
 c = 2.998*10^8[m/s]
などの値より、
 E≒1240/λ[eV]
となります。

>例えば540nmでは2.33eVになると論文には書いてあるのですが
>合っているのでしょうか?
λに 540[nm] を代入すると
 E = 1240/540 = 2.30[eV]
でちょっとずれてます。
式はあっているはずです。

Q透過率の計算方法を教えてください。

今、通信講座で化学の勉強をしています。
その講座で以下の問題が出されたのですが、計算の仕方がわからず不正解となりました。
どなたか、解き方を教えてください。

<問題>
ある溶液の光吸収を測定したところ、1cmセルで透過率が96.4%を示した。
この試料を5cmセルで測定した場合、透過率はいくつになるか。
但し、この溶液についてはランバード・ベアーの法則が成立し、検量線は原点を通るものとする。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

透過率だけで計算できます。
たとえば、2 cm の場合、96.4%がさらに96.4%になります。
◎ 1 cm : 0.964
◎ 2 cm : 0.964 × 0.964 = 0.929296
◎ 3 cm : 0.964 ^ 3 =
◎ 5 cm : 0.964 ^ 5 =

Q「ご連絡いたします」は敬語として正しい?

連絡するのは、自分なのだから、「ご」を付けるのは
おかしいのではないか、と思うのですが。
「ご連絡いたします。」「ご報告します。」
ていうのは正しい敬語なのでしょうか?

Aベストアンサー

「お(ご)~する(いたす)」は、自分側の動作をへりくだる謙譲語です。
「ご連絡致します」も「ご報告致します」も、正しいです。

文法上は参考URLをご覧ください。

参考URL:http://www.nihongokyoshi.co.jp/manbou_data/a5524170.html

Q反射率と波長について

SiO2膜に192[nm]~1100[nm]の波長の光をあて反射率を測定しました。
すると波長が大きいなるにしたがって全体的に反射率は減少しながら振動する傾向が見られましたなぜこうなるのでしょう。
波長が大きいほど屈折率が大きいのがなにか関係あるのでしょうか?
どうぞよろしくお願いします。

Aベストアンサー

> 今回はSiO2膜の下地はSiです。

じゃ、基本的に反射スペクトルの形は、

   http://www.angstec.com/sr.html#4

ですね。

> 全体的に反射率は減少しながら振動する傾向

おっしゃっているのが、反射率ピーク(極大)を連ねた包絡線のことだとすると、
屈折率がSiO2<SiでかつSiO2に吸収はないので、反射率ピークにおける反射率は
その波長でのSiのみの対空気の表面反射率そのものです。Siの屈折率は約360nm
以上では波長が長くなるほど小さくなります。そのため、このSiO2/Siの反射スペクトル
は「波長が長くなると共に減少しながら振動する」という形になります。

逆に「反射スペクトルの谷(Valley:極小)」を連ねた包絡線の変化をおっしゃっている
のだとすれば、こちらはAir/SiO2の屈折率比とSiO2/Siの屈折率比の大小関係に
よって決まります。SiO2は全体に波長変化が小さいのに対して、Siは長波長で屈折率
が小さくなっていくので、反射スぺクトルの山-谷の切れ込みは長波長ほど深くなって
いき、そのため谷の反射率もだんだん低くなっていきます。

これで回答になっていますでしょうか?

> 今回はSiO2膜の下地はSiです。

じゃ、基本的に反射スペクトルの形は、

   http://www.angstec.com/sr.html#4

ですね。

> 全体的に反射率は減少しながら振動する傾向

おっしゃっているのが、反射率ピーク(極大)を連ねた包絡線のことだとすると、
屈折率がSiO2<SiでかつSiO2に吸収はないので、反射率ピークにおける反射率は
その波長でのSiのみの対空気の表面反射率そのものです。Siの屈折率は約360nm
以上では波長が長くなるほど小さくなります。そのため、このSiO2/Siの反射スペクトル
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