포톤 플럭스 (Photon Flux)

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포톤 플럭스(photon flux)는 아래식과 같이 단위시간에 단위면적당의 포톤들의 수로 정의한다.  

포톤 플럭스는 태양전지에서 생성되는 전자들의 수, 즉 전류를 결정하는데 중요하다. 포톤 플럭스가 포톤들의 에너지(혹은 파장)에 대한 정보를 제공하지 않으므로 광원에서 포톤들의 에너지 혹은 파장에 대해 자세히 설명이 되어야 한다. 주어진 특정 파장에서 포톤의 에너지(혹은 파장)와 포톤의 플럭스를 결합하면 특정 파장에서의 포톤들의 출력밀도를 계산할 수 있다. 출력밀도는 단일 포톤의 에너지에 포톤 플럭스를 곱하여 구한다. 포톤의 플럭스는 주어진 시간에 하나의 표면을 때리는 포톤들의 수를 나타내는 333333것이므로, 여기에 포톤 플럭스를 포함하는 포톤들의 에너지를 곱하면 단위 시간에 어떤 면을 때리는 에너지를 알 수 있는데, 이것이 출력밀도이다. W/m²의 단위로 출력밀도를 구하려면 포톤들의 에너지 단위가 Joules이어야 한다. 그 식은 아래와 같다.

여기서, Φ는 포톤의 플럭스, q는 전하(electronic charge)의  1.6 ·10-19

Photon Flux - Power Density Calculator


위 식이 내포하는 것은, 어떤 특정한 복사 출력밀도를 얻기 위해 필요한 높은 에너지(짧은 파장)의 포톤들의 플럭스는 동일한 출력밀도를 얻기 위해 필요한 낮은 에너지(긴 파장)의 포톤 플럭스보다 더 작다는 의미이다. 애니메이션에서는 표면에 입사되는 복사 출력밀도가 청색 빛과 적색 빛 모두에서 같은데, 청색 빛의 포톤들은 더 많은 에너지를 가지고 있으므로 소요되는 포톤들의 수가 더 적다는 것을 보여준다.