Photonenfluss aus Leuchtkraft berechnen

Geben Sie Leistung in Watt und Wellenlänge in Metern ein. Zuerst wird aus Planck-Konstante, Lichtgeschwindigkeit und Wellenlänge die Energie eines Photons bestimmt; anschließend wird die Leistung durch diese Energie geteilt. Das Verfahren eignet sich für Astronomie, Spektroskopie, Laser, optische Verbindungen und die Detektorplanung.

Rechnen Sie monochromatische Leistung in eine Photonenrate um

Leistung bezeichnet die pro Zeit übertragene Energie: Ein Watt entspricht einem Joule pro Sekunde. Die Photonenrate gibt dagegen an, wie viele einzelne Photonen diese Energie in jeder Sekunde tragen. Bei monochromatischer Strahlung besitzen alle Photonen dieselbe Energie. Der Rechner verwendet E = h c / lambda; dabei sind h die exakte Planck-Konstante, c die exakte Lichtgeschwindigkeit im Vakuum und lambda die Wellenlänge in Metern. Danach folgt N = P / E beziehungsweise N = P lambda / (h c). Das Ergebnis lautet Photonen pro Sekunde. Bei gleicher Leistung liefert eine größere Wellenlänge mehr Photonen, weil jedes Photon weniger Energie trägt. Der Wert gilt idealisiert an dem Ort, auf den sich die eingegebene Leistung bezieht. Dämpfung, Geometrie, Absorption, spektrale Breite und Detektorverhalten werden nicht automatisch berücksichtigt.

Verwenden Sie konsistente Eingabewerte

Geben Sie die Leistung in Watt ein. Milliwatt teilen Sie zuvor durch tausend, Mikrowatt durch eine Million. Null Watt ergibt eine Photonenrate von null; negative Leistung ist nicht zulässig. Die Wellenlänge muss in Metern angegeben und strikt positiv sein. Beispielsweise entsprechen 500 Nanometer dem Wert 5e-7 Meter. Wissenschaftliche Schreibweise erleichtert die Eingabe kleiner optischer Größen. Fehlende Werte, Text, unendliche Zahlen, negative Leistung sowie eine Wellenlänge kleiner oder gleich null werden abgelehnt. Die Quelle muss durch eine einzige Wellenlänge sinnvoll beschrieben werden können. Bei breitbandigem Licht ergibt eine zentrale Wellenlänge nur eine Näherung. Eine genaue Gesamtrate erfordert die Integration der spektralen Leistung geteilt durch die jeweilige Photonenenergie über das gesamte Spektrum.

Ordnen Sie die Rate Ihrem Messaufbau richtig zu

Das Ergebnis gehört zu dem Ort, an dem die Leistung bestimmt wurde. Eine Quellenleistung ergibt die emittierte Rate; eine Messung hinter Filter, Faser oder Teleskop beschreibt die Rate an dieser späteren Stelle. Setzen Sie den Wert nicht automatisch mit der Zählrate eines Detektors gleich. Optische Transmission verringert die ankommenden Photonen, und die Quanteneffizienz bestimmt den messbaren Anteil. Für erwartete Zählungen multiplizieren Sie die Rate mit geometrischem Sammelanteil, sämtlichen Transmissionsfaktoren und der Detektoreffizienz bei dieser Wellenlänge. Bei gepulsten Quellen ergibt mittlere Leistung eine mittlere Rate; Photonen pro Puls erhalten Sie aus Pulsenergie geteilt durch Photonenenergie. Bewahren Sie Eingaben und Effizienzen mit dem Ergebnis auf. Die Implementierung nutzt weder Netzwerk, Uhr, Zufall noch Zustand. Eine API-Anfrage kostet $0.002.