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超強力レーザーポインター周波数、波長、速度の関係について

2015/09/02 18:47Lasergorgeous
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超強力レーザーポインター

3Wグリーンレーザー強力です。
夜空の観望会で星座解説用に購入しました。かなり強力です

3000mW高出力、操作性、高級感、携帯性抜群の超強力グリーンレーザーポインター,洗練なデザイン、輝くの外観、手触りがいい、とても豪華 です。満天の星キャップ付き フォーカス調整可能、高品質の安全鍵付き緑色レーザーポインター、焦点可調節グリーンレーザー.

5in1満天の星グリーンレーザーポインターは普通のグリーンの効果があるだけではなく、違った満点の星キャップを転換出来て、違った図ポインター出来ます。
図それぞれは満天の星、鳥の巣、時間のトンネル、方形の点点、シングルドットビーム5種で、娯楽などの場所のロマンチック雰囲気のを増加でき、ファッションなものです。

3000mwレーザーは人間の目に見えない光を出射する成熟レーザーダイオード技術利用しています。これは工業用および科学アプリケーションのために適用できる特殊なレーザーである。それは工業照明、アライメント、医療とラボ実験などに大きな貢献をしています。

強力レーザーポインター

レーザーポインター周波数、波長、速度の関係について

中性水素原子が放射(?)する21cm線は周波数が約1420MHzでした。
これに関して

1420MHz=1.42*10^9Hz
周期=1/周波数より、21cm線の周期Τ=1/1.42*10^9Hz=0.70*10^(-9)秒。
速度*周期=波長より、v*0.70*10^(-9)=0.21m、v=0.3*10^9m/s=30万km/s。
ということで、21cm線の速度が光と同じになってしまいました。
これっておかしいのでしょうか?
また周期が約10億分の1秒となりましたが、これくらい細かく振動(?)
しているということなのでしょうか?

レーザーポインター

回答:

周波数から周期を出して、波長と周期から速度を出すというややこしいことをしていますが、参考URLの上から3番目の式、f×λ=vで直接計算すれば、0.21[m]×1.43e9[Hz]=3.00e8[m/s]と、1回の計算で出ます。

21cm線の1420MHzは実測値でしょうが、21cmという波長は光速から計算しただけで、この波長と周波数から光速が出てきても全然不思議ではないと思います。1420MHzの電波を21cm波と呼ぶのは、この周波数帯の電磁波を波長で表す習慣になっているだけです。

ちなみに1420MHzというのは携帯電話が発する電波の周波数に近く、電子レンジの周波数(2450MHz)よりも低い周波数ですから、周期が0.7ns(ns=1e-9s)といっても、それほど驚くような短い周期ではありません。パソコンのCPUが3000MHz(3GHz)で動くということのほうが私には驚きです。

回答:

電磁波を放射するのであれば光速と同じでいいでしょう。

レーザーポインター質問:

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!

回答:レーザーポインター カラス

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!?

カラス対策 屋根 レーザーポインター

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。

http://www.pearltrees.com/azerbeampointer

http://mblg.tv/lasersword/entry/4/


Lasergorgeous