励起周波数

質問

水素原子や量子ドット内で
電子を励起するときに使われるレーザー光の周波数は
一般的にどれぐらぃの大きさを使うのか教えて下さぃ。

照射時間はかなり短ぃといぅことしか知りません

原子や金属に固有なものなのかもよくわからなぃので教えて下さぃ！

回答No.1

First_Noel

分光屋でしたので，周波数よりも波長の方が分かりやすいです．

その前に，照射時間ですが，これはより多くの原子を励起させたい，
そのためにはレーザーのエネルギー密度を大きくしたい，
そうすると連続光ではなくパルスの方がレーザーの技術的にやりやすい，
或いは，励起させた直後に観測したい，などの理由により，μ秒程度の照射となっています．

量子ドットは分かりませんが，もし水素原子を励起させる場合には，
水素原子に固有の波長のレーザーを照射すると励起されます．
（但し，上記に書いたように，より多くの原子を励起させるためには，
　強いレーザー光が必要になります．）
可視光周辺ですと，「バルマー系列」のαとβあたり（Ｈα，Ｈβ）あたりとなります．
Ｈαは波長６５６．３ｎｍ（ナノメートル）
Ｈβは波長４８６．１ｎｍ（ナノメートル）
です．

他の原子でも，それぞれに固有な波長は厳密に計算され，また観測されています．
ただ，水素原子のような構造の簡単なものではありませんので，
いろいろとややこしいことになってます．
（例えば，一番簡単なのは「主量子数」の変化による固有な波長ですが，
　他にも電子の公転の角運動量に相当する「方位量子数」とか，
　電子スピンに関係する「スピン量子数」とか，が複雑に組み合わさってさまざまな波長となります．）

周波数に直す場合には，
光速＝波長×周波数
の公式より，
周波数＝光速÷波長
で求まります．

上記「・・・」は適宜ご検索されますと，より詳しい解説が見付かるかと覆います．

お礼

有り難うございます！　すごく助かりました☆

アドバイス通り探っていきたぃと思います！