すみませんが、教えてください。
光の測定などをするときに、分光放射照度という言葉がでてきますが、
これは何を言っているのでしょうか?
また単位は何を使っているのでしょうか?

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A 回答 (2件)

> 放射照度は光のエネルギーで単位はW(ワット)ということですが、



放射照度は単位面積単位時間あたり(単位時間が前に抜けちゃいました)あたりの
光のエネルギーです.
エネルギーの単位がJ(ジュール)ですから,
放射照度の単位は J m^(-2) s(-1) = W m^(-2) です.
ワットは W = J s^(-1) です.

> 量子力学では、光のエネルギーは h×λ (プランク定数×波長)となりますが、
> 放射照度のエネルギーも同じ計算をするのでしょうか。

hλでなくて,hνです.νは振動数で,単位はヘルツ Hz = s^(-1).
λνが光速cになります.
光のエネルギーが hν というのは,
波長λの光子1個のエネルギーがhνという意味です.
面に波長νの光が当たっているときは,その光子が次々やってくるわけです.
hの単位は J s ですから,hνの単位は無事に J になります.
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この回答へのお礼

ありがとうございました。
投稿した式に間違いがあってすみません。
とても参考になりました。

お礼日時:2001/06/26 08:37

放射照度というのは,面に光が当たったときの,


単位面積あたりの光のエネルギーです.
したがって放射照度の単位は W m^(-2) です(W はワット).
この量(全放射照度ということもある)は光の波長を特定しておらず,
全波長の光から寄与があります.
分光というのは波長毎に分解することを意味していて,
波長がλからλ+ dλの間の光の放射照度を f(λ) dλ と書いたときの f(λ)が
分光放射照度です.
∫(0~∞) f(λ) dλ は当然ながら全放射照度になります.
λの単位はmですから,f(λ)の単位は W m^(-3) です.
ただし,波長は nm (ナノメートル)で測ることが多いですので,
f(λ)の単位を W m^(-2) (nm)^(-1) と書いているのも見たことがあります.

なお,波長でなくて振動数で分解することもあります.
これなら,振動数がνからν+ dνの間の光の放射照度を g(ν) dνと書き,
νの単位は s^(-1) ですから,g(ν)の単位は W s m^(-2) になります.
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この回答へのお礼

どうもありがとうございました。
回答の中でひとつわからないことがあるので教えていただけないでしょうか。
放射照度は光のエネルギーで単位はW(ワット)ということですが、
量子力学では、光のエネルギーは h×λ (プランク定数×波長)となりますが、
放射照度のエネルギーも同じ計算をするのでしょうか。

お礼日時:2001/06/25 08:39

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Q分光放射照度の単位

質問タイトルの件、光の測定の際に用いますが、
受領した基準光データの分光放射照度の単位が、
W * m^(-2) * (nm)^(-1) と記載されているもの(1)と、
μW * (cm)^(-2)と記載されているもの(2)がありました。
両者を用いてスペクトルミスマッチ係数を算出すると、
結果が異なります。
おそらく、上記単位の記載の差異によるものだと思うのですが、
双方の変換(上記(1)を(2)に変換する。逆でもOK)は可能なのでしょうか?

Aベストアンサー

度々失礼します。ANo.1です。
>ということは、(2)を前提に算出するのがセオリー(と言いますか、楽と言います>か。。。)ということになるのでしょうか?
そうだと思います。分光感度を考えない場合、リンク先にある定義式において
(1)→φ(λ)。
(2)→∫φ(λ)dλ。
ですから、(2)が既に既知であれば、セオリーにしたがって、(2)を使ったほうが楽だと思います。

>やはり(2)の単位系の出所・所以を明確にすべきだなぁと感じています。
積分量(2)がカーブで与えられているそうですね。不思議です。横軸は5nm間隔の波長だそうで。。うーん。解決したら、是非教えてください!

*(2)→(1)への変換(分解)
(2)が既知、(1)のスペクトルは既知、しかし(1)の値はわからないとき、No.5に記述した作業をします。今の場合は、両方の値が既知なんですよね。ですから特に変換(分解)の必要は、ないですよね。蛇足でした、失礼しました。

QLED光による放射照度の計算方法について

現在、赤外LED(SFH4546)を使用してある装置を製作しようと考えております。
その際LED光による放射照度[W/m^2]の値が必要になりました。
当方照度計等の計測器を所持しておらず、計算によって求めたいと思っております。

LED光による放射照度[W/m^2]の計算方法を教えていただけないでしょうか。
よろしくおねがいします。

※以下LEDのスペックです
放射強度 130[mW/sr]
全放射束 50[mW]
Half Angle 20[°]

照射距離は1m、受光面はLEDと正対しているものを想定しています。

Aベストアンサー

正面での放射照度だけでいいのなら、放射強度だけで簡単に計算できます。
放射強度というのは、データシート(http://catalog.osram-os.com/catalogue/catalogue.do;jsessionid=657ECAB820589BD39F37DB566B2D9470?act=downloadFile&favOid=02000001000191b3000200b6)の4ページの一番上に(ドイツ語と英語の併記になっています)、Radiant Intensity Ie in Axial Direction と書いてあるように、正面方向の、微小立体角あたりの放射強度 Ie [W/sr] ですから、正面方向の微小立体角dΩ[sr] に放射れる放射束dP [W] は
   dP = Ie dΩ --- (1)
になります。光源の正面方向から距離 L [m] 離れたところにある微笑面積 dS [m^2] を、光源から見たときの微小立体角 dΩ[sr] は
   dΩ = dS/L^2 --- (2)
ですから、式(1), (2) より
   dP = ( Ie/L^2 ) dS
   → dP/dS = Ie/L^2 --- (2)
dP/dS は放射照度[W/m^2]ですから、放射照度は放射光度を距離の2乗で割った数値になります。

データシートの4ページの表に書かれているように、放射強度はSFH4546のランク(U, V, AW)によって大きく異なりますし、同じランクでも、Iemin と Iemax でかかれているように、2倍くらいのバラツキがあります(130mW/sr というのは AWランクの典型値のようです)。概略値でいいのなら式(2)で計算するといいでしょう。

正面方向以外の放射照度は、データシートの4ページの下にある Radiation Characteristics(放射角特性)から計算できます(実際の放射角特性がこれと同じならば)。正面から角度θだけ離れた点での放射照度は
   dP/dS = Ie/L^2*cosθ*f(θ)
になります。f(θ) は放射角特性のグラフです。θ = 0 のときはf(θ) = 1、cosθ = 1 なので、式(2)と一致します。

正面での放射照度だけでいいのなら、放射強度だけで簡単に計算できます。
放射強度というのは、データシート(http://catalog.osram-os.com/catalogue/catalogue.do;jsessionid=657ECAB820589BD39F37DB566B2D9470?act=downloadFile&favOid=02000001000191b3000200b6)の4ページの一番上に(ドイツ語と英語の併記になっています)、Radiant Intensity Ie in Axial Direction と書いてあるように、正面方向の、微小立体角あたりの放射強度 Ie [W/sr] ですから、正面方向の微小立体角dΩ[sr] に放射れる放射束dP [W] ...続きを読む

Q照度の単位変換

照度の単位[LUX]を[W]または[W/m2]に変換する式を教えて頂きたいです。

以前のご質問にもでてたように
1[m2]のとき1[LUX]×0.147=0.147[W]なのでしょうか?


誠に勝手ながら早急に回答を頂けたら幸いです。
宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

照度は、光のエネルギーではなく、人間の目によって知覚される光の供給を測定するものである。したがって、変換係数は、光の波長の構成あるいは色温度に応じて変わる。可視光スペクトルの中間の波長555nmでは、1ルクスは1.46mW/m2と等しい。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AB%E3%82%AF%E3%82%B9

一般の物理量と違い、人間の感覚が入ってくるので、「光の波長の構成あるいは色温度に応じて変わる」ということです。

波長555nmでは
1[lx]=1.46[mW/m2]=0.00146[W/m2]
ということです。

Qルクスとその他の対応

物理ではなく、心理学で光療法の論文を読んでいるのですが、光の単位がそれぞれ違うものが出てきて困っています。

ルクスを基準に考えたいのですが、調べたところ1ルクス=1.46mW/m2とのことでした。
論文では単位がμW/cm2なので、単位を変えると1ルクス=0.146μW/cm2合ってますでしょうか?

あともう一つ調べてみてもさっぱりな単位がありまして、photons/cm2/sec×10の12乗というものなのです。
これの場合1ルクス=何photons/cm2/sec×10の12乗になるのでしょうか??
グラフと結果を読む限りでは1=1っぽい雰囲気ではあるのですがやはりわかりません・・・

分かる方ぜひぜひ教えてください!!

Aベストアンサー

 人の目には、比視感度Vλというものがあり、波長555nm(緑色)の光のとき1で、波長がそれより長くなっても短くなってもVλは小さくなります。
 ルーメン[lm]、ルクス[lx]、カンデラ[cd]などの光の単位系と、エネルギーであるワット[W]との換算は、Vλ=1のとき
 1 [W] = 683 [lm]
であり、1 [lx] = 1 [lm / m^2] なので、
1 [lx] = 1.464 [mW / m^2]
   = 0.1464 [μW / cm^2]
で合っていると思います。
ただ、これは波長 555nm の単色光における値であり、例えばVλ=0.5位になる波長 510nm の光では、
1 [lx] = 2.9 [mW / m^2]
のように、大きくなります。
比視感度の詳細な値や、光のスペクトル分布から光束を求める積分式などについては、理科年表の「物理/化学」の「測光と測色」を参照して下さい。

 光子1個のエネルギー Ep は
Ep[J] = h[J・s] ・ν[1 / s]
   = h[J・s] ・c[m / s] / λ[m]
なので、波長 555nm の場合
Ep = 6.626×10^-34[J・s] ・ 2.998×10^8[m/s] / 555×10^-9[m]
  = 3.579×10^-19[J]
光子の個数を[photons]と呼ぶのであれば、
1[lx] = 0.1464×10^-6[W / cm^2] / 3.579×10^-19[J/photons]
   = 0.4091×10^12[photons / cm^2 / s]
になります。

 何度も繰り返すようですが、上記の換算値は波長 555nm の場合です。白色光のようにスペクトルが広がっている場合は値が大きくなるので、
1[lx] ≒ 10^12[photons / cm^2 / s]
と見なしても良いのかも知れません。厳密には、光源のスペクトル分布と比視感度分布を用いて積分計算すれば、もっとはっきりした値が求まると思います。

 人の目には、比視感度Vλというものがあり、波長555nm(緑色)の光のとき1で、波長がそれより長くなっても短くなってもVλは小さくなります。
 ルーメン[lm]、ルクス[lx]、カンデラ[cd]などの光の単位系と、エネルギーであるワット[W]との換算は、Vλ=1のとき
 1 [W] = 683 [lm]
であり、1 [lx] = 1 [lm / m^2] なので、
1 [lx] = 1.464 [mW / m^2]
   = 0.1464 [μW / cm^2]
で合っていると思います。
ただ、これは波長 555nm の単色光における値であり、例えばVλ=0.5位になる波長 510nm の光...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放射輝度、放射照度の変換

放射輝度(W/sr/m^2)から放射照度(W/m^2)またはその逆の変換の方法が
知りたいのですが、輝度(cd/m^2)から照度(Lux)への変換は
『K:物体の反射係数、黒いほど値が低い、100%反射は1.0』とすると
輝度 = K * 照度/π
注) ただし、この関係式が成り立つ反射物体は、拡散面をもつ物体についてだけ。
で変換できるとHPで見たのですが 放射輝度、放射照度の変換も同じような
関係式が成り立つのでしょうか?

Aベストアンサー

放射輝度と輝度、放射照度と照度は、人の視感度での補正をしていないかしているか、だけの違いですので、
輝度と照度の間の関係式はそのまま持ち込めるかと思います。

Q色度(x,y)をスペクトルデータから計算したいです。

色度(x,y)をスペクトルデータから計算したいです。
任意のスペクトルデータを入力し色度(x,y)を計算したいです。
EXCELやフリーのソフトで、その様なことができるものはありますか?

Aベストアンサー

もしマクロの作り方が分からなければ以下の手順を参考にしてください。
【マクロの作成方法】
   (1) Excelワークシートを新規に作成し、ALTキーを押しながら F8 キーを押す
   (2) マクロ名の欄に適当なマクロ名(xy など)を書いて「作成」をクリック
   (3) Visual Basicの編集画面の Sub マクロ名() と End Sub の間にコードを貼り付ける(回答No.2ののプログラムの Sub xy() と End Sub の間の文章を コピー&ペースト すれば良い)
   (4) 編集画面を閉じる(ALT+Q)

【マクロの実行方法】
実行する前にワークシートのセルに必要なデータが書き込まれていないとエラーになります
   (1) Excelワークシートに戻り、ALTキーを押しながら F8 キーを押す
   (2) 作成したマクロ名を選んで「実行」をクリック

【マクロの内容の変更方法】
   (1) ALTキーを押しながら F8 キーを押す
   (2) 作成したマクロ名を選んで「編集」をクリック
   (3) 内容を変更する(編集画面のままでF5キーを押すと変更されたマクロが実行されます)

【セキュリティレベルの変更】
マクロを含むExcelファイルを開くとき、セキュリティレベルによってはマクロが実行できない場合があります。その場合、以下の手順でセキュリティレベルを変更してください。
(Excel 2003の場合)
   新規にワークシートを作成して、ツールバーの「ツール」→「オプション」→「セキュリティー」タブ→「マクロセキュリティー」→セキュリティーレベルの「中」または「低」の選択→OK→OK→Excel終了→マクロを含むExcelファイルを開く
(Excel 2007の場合)
   新規にワークシートを作成して、左上隅の丸(Officeボタン)をクリック→下端の「Excelのオプション」を選択→左側の「セキュリティーセンター」を選択→右下の「セキュリティーセンターの設定」をクリック→左側の「マクロの設定」をクリック→「すべてのマクロを有効にする」を選択→OK→OK→Excelの終了(保存しない)→マクロを含むExcelファイルを開く

もしマクロの作り方が分からなければ以下の手順を参考にしてください。
【マクロの作成方法】
   (1) Excelワークシートを新規に作成し、ALTキーを押しながら F8 キーを押す
   (2) マクロ名の欄に適当なマクロ名(xy など)を書いて「作成」をクリック
   (3) Visual Basicの編集画面の Sub マクロ名() と End Sub の間にコードを貼り付ける(回答No.2ののプログラムの Sub xy() と End Sub の間の文章を コピー&ペースト すれば良い)
   (4) 編集画面を閉じる(ALT+Q)

【マクロの実行方法】...続きを読む

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エクセルで計算すると2.43E-19などと表示される。Eとは何ですか?

よろしくお願いします。
エクセルの回帰分析をすると有意水準で2.43E-19などと表示されますが
Eとは何でしょうか?

また、回帰分析の数字の意味が良く分からないのですが、
皆さんは独学されましたか?それとも講座などをうけたのでしょうか?

回帰分析でR2(決定係数)しかみていないのですが
どうすれば回帰分析が分かるようになるのでしょうか?
本を読んだのですがいまいち難しくて分かりません。
教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『E』のみ説明します。
・回答者 No.1 ~ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか?
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるための指数表記のことですよ。
・よって、『2.43E-19』とは?
 2.43×1/(10の19乗)で、
 2.43×1/10000000000000000000となり、
 2.43×0.0000000000000000001だから、
 0.000000000000000000243という数値を意味します。

補足:
・E+数値は 10、100、1000 という大きい数を表します。
・E-数値は 0.1、0.01、0.001 という小さい数を表します。
・数学では『2.43×10』の次に、小さい数字で上に『19』と表示します。→http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8C%87%E6%95%B0%E8%A1%A8%E8%A8%98
・最後に『回帰分析』とは何?下の『参考URL』をどうぞ。→『数学』カテゴリで質問してみては?

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%9E%E5%B8%B0%E5%88%86%E6%9E%90

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『E』のみ説明します。
・回答者 No.1 ~ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか?
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるた...続きを読む

Qエクセル STDEVとSTDEVPの違い

エクセルの統計関数で標準偏差を求める時、STDEVとSTDEVPがあります。両者の違いが良くわかりません。
宜しかったら、恐縮ですが、以下の具体例で、『噛み砕いて』教えて下さい。
(例)
セルA1~A13に1~13の数字を入力、平均値=7、STDEVでは3.89444、STDEVPでは3.741657となります。
また、平均値7と各数字の差を取り、それを2乗し、総和を取る(182)、これをデータの個数13で割る(14)、この平方根を取ると3.741657となります。
では、STDEVとSTDEVPの違いは何なのでしょうか?統計のことは疎く、お手数ですが、サルにもわかるようご教授頂きたく、お願い致します。

Aベストアンサー

データが母集団そのものからとったか、標本データかで違います。また母集団そのものだったとしても(例えばクラス全員というような)、その背景にさらならる母集団(例えば学年全体)を想定して比較するような時もありますので、その場合は標本となります。
で標本データの時はSTDEVを使って、母集団の時はSTDEVPをつかうことになります。
公式の違いは分母がn-1(STDEV)かn(STDEVP)かの違いしかありません。まぁ感覚的に理解するなら、分母がn-1になるということはそれだけ結果が大きくなるわけで、つまりそれだけのりしろを多くもって推測に当たるというようなことになります。
AとBの違いがあるかないかという推測をする時、通常は標本同士の検証になるわけですので、偏差を余裕をもってわざとちょっと大きめに見るということで、それだけ確証の度合いを上げるというわけです。


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