1-14 レーザーポインターから出てくる光子の数

解答

レーザーに含まれる光子 1 個当たりのエネルギー E は 振動数 ν を使って計算できます。

 \displaystyle E = h\nu = h\frac{c}{\lambda} = \rm (6.626 \times 10^{-34}~J~s)\frac{(2.998 \times 10^8~m~s^{-1})}{(337 \times 10^{-9}~m)}\\\\=5.89 \times 10^{-19}~J

1 秒あたりのレーザーのエネルギーは (1.00 mW)×(1 s) = (1.00 mJ s−1)×(1 s) = 1.00 mJ なので、光子 1 個当たりのエネルギー E でわると、その数 N が求まります。

\displaystyle N = \rm \frac{(1.00~mJ)}{(5.89 \times 10^{-19}~J)}=1.70 \times 10^{15}

「個」は SI単位系では省略されます。

W(ワット)に 1 s(秒) をかけずに、そのまま E で割ってもよいかもしれませんね。その場合、答えには s−1 が残り、

\displaystyle N = \rm \frac{(1.00~mW)}{(5.89 \times 10^{-19}~J)}=1.70 \times 10^{15}~s^{-1}

「1秒あたりに発生する光子の個数」という単位になります。

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