Calcular el número de fotones de una fuente de luz dada la luz y el espectro de color [cerrado]

La energía de un fotón de luz es dada por
$$ E = h * \ nu $$ donde \ $ h \ $ es la constante de Planck, y \ $ \ nu \ $ la frecuencia. Así que es fácil derivar esto:

\ $ Photons / s = \ dfrac {P \ lambda} {hc} \ $ donde \ $ P \ $ es la potencia en vatios y \ $ c \ $ es la velocidad de la luz.

Por ejemplo, un puntero láser puede emitir 2 mW de luz, en la longitud de onda de 630 nm. La mejor manera de resolver estas ecuaciones es con google, entonces no tienes que preocuparte por las unidades.
Google "2 mw * 630 nm / ( (la constante de planck) * (velocidad de la luz)) " y dirá:

¡Los fotones son muy pequeños!

Ahora necesita averiguar la densidad de potencia en su frecuencia de interés. Por supuesto, en una sola frecuencia, la potencia es cero, por lo que está buscando la potencia en un rango de frecuencias.

Aquí está el espectro de una lámpara de wikipedia . Tratemos de encontrar la densidad de potencia de la "luz verde"

Estoesenunidadesarbitrarias,peronoimporta,silointegras,obtieneslapotenciatotaldelalámpara.Miintegradordedígitosoralesdicequelapotenciatotalbajolacurvaesdeaproximadamente6000nm.unidades.Laintegraldela"luz verde" entre 510 y 550 nm es aproximadamente 800 nm.unidades, o 13% de la potencia .

Ahora todo lo que queda por hacer es encontrar el poder de luz total de la lámpara en vatios.
Desafortunadamente el lumen no es una unidad de poder; es, más o menos, pero está ponderada por la sensibilidad del ojo. Para una luz de haluro metálico como se muestra en el espectro anterior, wikipedia de nuevo dice

  Las

lámparas de halogenuros metálicos tienen una alta eficacia luminosa de alrededor de 75 a 100 lúmenes por vatio ...

Poniéndolo todo junto: digamos que tienes una luz de halogenuro metálico de 2000 lúmenes con el espectro de arriba. Google puede encontrar el número de fotones "verdes" emitidos por segundo:
" 2000 lúmenes / (82 lúmenes / vatio) * 800/6000 * 630 nm / constante de Planck / velocidad de la luz " que dice 10 ¹⁹ fotones "verdes" / segundo .

Probablemente hay un programa en algún lugar que hará lo que quieres, pero parece poco probable que esté disponible. Hacerlo tú mismo será tedioso, pero no imposible.

Primero, debes aplicar la función de luminosidad enlace a su espectro, y determine el flujo radiante (en términos aproximados, potencia óptica) que corresponde a su espectro.

Sabiendo cuánto flujo radiante tiene en cada longitud de onda, puede usar la respuesta de tomnexus para calcular el número de fotones en cada longitud de onda, luego sumarlos para obtener el total.