量子ビーム基礎課題１
石川顕一
E-mail: [email protected] URL: http://ishiken.free.fr/lecture.html
2005
年6
月7
日提出期限は
6
月21
日。講義時に手渡し、あるいはメールで。第1問 光子のエネルギー
波長λ= 1µmのレーザー光の光子エネルギーがいくらになるかを考えよ う。真空中の光速度をcとする。
1. このレーザー光の振動数νを、λとcを用いて表せ。
2. 振動数νの光子のエネルギーはプランク定数hを用いて、hνと表される。
c= 2.998×108 m/s、h= 6.626×10−34 J·sを用いて、波長λ= 1µm のレーザー光の光子エネルギーが何eVになるか、計算せよ。ただし、eV
（エレクトロンボルト）はエネルギーの単位で、1 eV = 1.602×10−19 J である。
3. 可視光の波長は、400 nmから780 nmである。これは、光子エネルギー で見ると、何eVから何eVになるか。
第2問 ３準位レーザーの反転分布
講義のパワーポイントファイル16ページの３準位レーザーの反転分布につ いて、以下の問いに答えよ。
1. 反転分布∆N=N2−N1を与えられた文字を用いて表せ。
2. 励起が十分強い極限すなわちΓ→ ∞での反転分布∆Nを求めよ。
3. 上の結果から、大きな反転分布を得るには、γ21、γ32はそれぞれ大き い方がよいか、小さい方がよいか。
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