光源の相対エネルギー

質問

蛍光灯などの分光分布のグラフで、縦軸に「相対エネルギー」や「比エネルギー」と書かれていますが、何と相対しているのでしょうか？またそのようなとき縦軸「相対エネルギー」の単位は％で表すということでしょうか？良く理解できていないので質問自体におかしなところがあるかもしれませんが、よろしくお願い致します。

回答No.1

paddler · ベストアンサー

このように光源の各波長における発光エネルギー分布を知りたい場合、本当に欲しい数値は、大抵の場合、

　　<光源の単位立体角当たり・単位波長当たりの絶対発光エネルギー>

だと思います。しかし、文献やウェブサイトに出ている多くのグラフでは、縦軸は「相対強度」になっています。これらのグラフは一般に、対象となる光源からの光を適当な手段で分光光度計に導いてやり、分光光度計で波長を走査しながら測光値を測定し、横軸に波長・縦軸に測光値を取ってプロットすることにより得られる"発光スペクトル"です。このときの縦軸のディメンジョンは「強度（エネルギー）」ですが、測りっぱなしの生の測定値をきちんとした単位（例えばμW/cm2など）を用いた"絶対値"に換算するのは実は容易ではありません。そこで、測りっぱなしの生の測定値をそのまま"発光スペクトル"の縦軸にする場合、縦軸を生数値のまま"任意単位"として表示したり、測定した波長範囲での発光強度の最大値を100%（または"1"）として"相対強度"として表示したりします。これがご質問にある、「相対エネルギー」や「比エネルギー」の実態です。

> 何と相対しているのでしょうか？

通常「相対」という言葉は、「基準に対する相対値」の意味で使われることが多いのですが、上記の場合は「相対」の意味するものは非常に曖昧です。良心的に、使用した分光光度計の各波長における分光特性を基準ランプや黒体炉などで校正してある場合は、縦軸の数値そのものはきちんとした単位系での数値にはなっていなくても、少なくとも真値に比例した量にはなっているので、十分役に立ってくれます。しかし、極端に言えば、「"絶対値"ではない」というだけの意味でしかない場合もあります。分光光度計をきちんとした基準で校正していない場合は、「測定した波長範囲での発光強度の最大値を100%」としていても、異なる波長における強度同士を定量的に比較することもできません。

お礼

非常にわかりやすいご説明ありがとうございました。
やはり厳密に規定されたいないようなグラフは厳密に測光されていないのですね。
とても参考になりました。

回答No.2

imoriimori

縦軸が任意スケールだということではないですか？

何か数値があってもその値には特に意味はない、例えば光のエネルギー密度で言えば単位面積あたり単位波長あたり何ワットとかいう、明確に単位もスケールも決まった値ではない。
スペクトルの形さえ示せれば良いというグラフ。

そういう場合、ピーク値を100%に正規化して100とする場合もあるかもしれませんが、そういうことはせず、ある測定条件でスペクトルを測って、特に測定条件は明示しない、蛍光灯に何ワット入れたとか距離がいくらとかは明示しない、測定器の感度キャリブレーションも必ずしもしない、そういうグラフだってことではないでしょうか。

お礼

ご回答ありがとうございます。つまりJIS規格のような規定された測光条件を満たさない測光環境だったため、あえて単位を示さず、だいたいこんな感じですと濁しているということなのでしょうか？わかったようなわからないような・・・　ありがとうございました。