2010年9月19日日曜日

「光の強さ」ってなんでしょう?

光の"強さ"って、いつもよくわからなくなっちゃうんですよね。互いに関係あるものもないものもいろいろあるので...。すっきりさせるために少し時間をかけて調べてみました。
例えば、物理の教科書的なエネルギーの強さって h×ν(振動数)ですよね。でも光子の量が多いと生活感覚でいう光が強い、ということになるような気がします。

相互の関係を考慮せず、いろいろあげていってみると
・光子のエネルギー=h×ν=h×c/λ
・光子の数 (n) が多い=n×h×ν
・光子あたりの明るさ∝振幅の 2 乗
・位相が揃っている場合に光が強くなる
・位相が揃っていて回折などの解析に便利(強さではないけど)
などですね。

上の "強さ" を全部まとめると
 光のエネルギー = C(定数)×A^2 (振幅の 2 乗) = n×h×ν
とのことで、波長と光子の数 (→ 振幅とh×νから光子の数が決められている。位相が揃うと大きくなる) で決まってくるようです。
下記記事で、「10億倍強い光が出せる」という意味が分からなかったので、光の強さについて考えてしまいました(100 兆分の 1 秒を観察 夢の光・XFEL 施設公開 (asahi.com))。

<抜粋>
細胞の働きや、化学反応の仕組みを原子レベルで観察できる夢の光「X線自由電子レーザー」(XFEL)の施設が兵庫県上郡町にほぼ完成し、17日、報道機関に公開された。世界有数の性能を誇る大型放射光施設「スプリング8」より、10億倍強い光が出せる。基礎科学だけでなく、新薬や電池の開発などに役立つという。10月に試運転を始める。

記事の XFEL でつかえる光の特色は、X 線領域の特定波長で、位相が揃っていて便利につかえて、振幅が大きく強いということなのかな、と思いました。イメージですが^^。まちがっていたらごめんなさい。XFEL についてはこちらがわかりやすかったです (X線自由電子レーザー (kyoto-u))。

いろんな分野で思いますが、新聞の記事って微妙だなって思います。詳しいわけではないし、速報性もネット等より高くないことも多いし。紙媒体だともっとしっかり書いてあるのでしょうか?^^;

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