bar

よく使う単位変換と計算

光化学関連でよく使う単位の変換や計算をまとめてみました。何よりも自分の為に。
対応できるかどうかはアレですけど希望とかあれば掲示板に書き込んで下さい。
計算式とかはソースを見て参考にして下さいね。

bar

光子のエネルギーと波長
レーザパワー
パルスレーザの場合
cwレーザの場合
真空と圧力
真空度・圧力
気体の分子数
気体の分子速度
気体の平均自由行程
気体の衝突頻度
排気速度
圧力差
圧力減衰
圧力容器
流体
平均流速
レイノルズ数
光学系
レンズ・反射鏡の焦点距離計算
楕円集光系の第二焦点の計算
楕円面の円錐定数(conic constant)
レンズ-スクリーン距離計算
レンズの開口数
理論集光径
発散角と集光性
屈折と反射
各種材料の屈折率
屈折率と反射率
ブリュースター角
臨界角
干渉縞と厚み
光の吸収と透過
吸収係数と吸収断面積
減衰係数と吸収係数
気体の光吸収
気体の光分解量計算
気体と液体の濃度変換
立体の体積と面積
部分球(球帯)
円錐台
R面取りした円柱
湿度
飽和水蒸気圧
相対湿度と絶対湿度及び露点
乾湿計から相対湿度
相対湿度の気温変化
黒体輻射
単位面積あたりの放出輻射エネルギー
輻射強度最大の波長
黒体放射強度
放射線
減弱係数
X線の遮蔽
外部被曝線量
電子と放電
仕事関数と熱電子放出量
二次電子放出
電子の衝突電離係数
放電開始電圧
電離度
電子の平均自由行程
電子の外挿飛程
実効原子番号・実効原子量
電気関係
電力量とCO2換算
力率
配線のインダクタンス
アナログ電流出力換算
熱伝導
熱抵抗
熱伝導率と熱抵抗
LEDの発熱量
LEDの放熱設計
統計
母比率の検定

通常は、数字を変えると自動的に計算されます。
toPrecisionメソッドを使用している為、IE5.5未満では動作しません。

ball光子のエネルギーと波長

入力 nm cm-1 eV kJ/mol kcal/mol
nm
cm-1
eV
kJ/mol
kcal/mol

ballレーザパワー

パルスレーザの場合


一秒当たりのパワーmJ/s
繰り返し周波数Hz
ビーム断面積cm2

一パルス当たりのエネルギーmJ/pulse
一パルス当たりのエネルギー密度mJ/pulse/cm2

波長nm
一パルス当たりの光子数photons/pulse
一パルス当たりの光子密度photons/pulse/cm2

パルス幅ns
ピークパワーMW
ピークパワー密度MW/cm2

cwレーザの場合


出力mW
ビーム断面積cm2

エネルギー密度mW/cm2

波長nm
一秒当たりの光子数photons/s
一秒当たりの光子密度photons/cm2/s

ball真空と圧力

真空度・圧力


入力 Torr Pa atm mbar psi
Torr
Pa
atm
mbar
psi

気体の分子数


圧力atm
体積m3
温度K

モル数
個数

気体の分子速度


分子量
※H2:2, He:4, H2O:18, N2:28, O2:32, Ar:40, Hg:200.6, Air:28.8等
温度TK

平均速度vm/s

気体の平均自由行程と衝突断面積


圧力PPa
温度TK
分子直径nm
平均自由行程Lm
衝突断面積σ2

【参考】分子直径の値[nm]
H2 He Ne H2O CO N2 O2 Ar CO2 Hg
0.218 0.200 0.234 0.272 0.380 0.316 0.296 0.286 0.460 0.360
Kr Xe 空気 NO CH4
0.415 0.491 0.372 0.259 0.419
※気体の粘性等のデータから剛体球モデルを利用して得たもの
(W. J. Moore著, 物理化学第四版, 東京化学同人)
(新版真空ハンドブック, オーム社)

気体の衝突頻度


気体Aの分子量 密度個/m3
気体Bの分子量 密度個/m3
AのBに対する衝突断面積2
温度K

気体Aの分圧atm
気体Bの分圧atm
相対速度m/s
衝突頻度回/s

排気速度


真空系モデル
マニホールド下流部の構成を、
継ぎ手+バルブ+レデューサ+ポンプ
とした時のモデル計算

ポンプの排気速度S0L/s
※排気する気体によって異なる
気体の分子速度vm/s
※この初期値は空気の場合で計算

平均内径
mm
長さ
mm
実効係数 コンダクタンス
L/s
A 配管・継ぎ手
B バルブ
C レデューサ
※バルブの実効係数は形状により異なる
初期値は、エルボ型のストップバルブの例

合成コンダクタンスCs=1/(1/A+1/B+1/C)L/s

実効排気速度SeL/s

圧力差


排気モデル

ポンプで排気されているマニホールドで
そこから繋がる配管の先に容器が付いている場合に、
容器の圧力とマニホールドの圧力の差が何倍か推測します。

容器から放出されるガスまたは容器がリークするガスが
真空度を決定する主要な要因となっていて、
マニホールドのガス放出は十分小さいとして計算しています。
マニホールドのポートにアンプル管を挿して、真空引きをした場合に
アンプル管の圧力を、マニホールドの圧力から推定する場合などに便利です。

※無限に時間をかければ、容器のガス放出はマニホールドのそれと
同じオーダになるでしょうからそれまでの焼きだす前とかの場合に有効です。

配管の内径mm
※容器とマニホールドを繋ぐ配管の内径
配管の長さmm
※容器とマニホールドを繋ぐ配管の長さ
気体分子の速度m/s
※放出されるガスの平均速度
※気体の平均速度は「ここ」を参照してね。

配管のコンダクタンスL/s
※配管のガスの流れやすさ

マニホールドでの排気速度L/s
※マニホールドにおける実効排気速度、詳しくは「ここ」で。

圧力差 

圧力減衰

計算モデル

三つの容器が直列して接続されているモデルで
それぞれの容器に圧力を与えて、バルブを開放した後の
圧力の変化を計算。

一つの容器に圧力を与えて、その他は真空にし、
バルブを開放した後、どの程度時間を掛ければ
平衡に達するのかを調べるのに便利。

※容器が二つしかない場合は、Cbを出来るだけ小さくすればOK。

排気コンダクタンスCaL/s
※容器1と2の間の配管の排気抵抗の逆数
排気コンダクタンスCbL/s
※容器2と3の間の配管の排気抵抗の逆数
※コンダクタンスの目安と計算は、この一つ上の「排気速度」でやってね。

経過時間t s

容量V
L
初期圧力
Torr
t秒後の圧力
Torr
容器1
容器2
容器3

※連立微分方程式を解いて作った式なので、かなり複雑になってます。

圧力容器


円筒又は球の圧力容器に掛かる周方向応力を計算。

内圧MPa
外圧MPa
内径mm
外径mm

円筒内面応力MPa  球内面応力MPa
円筒外面応力MPa  球外面応力MPa
※プラスで引っ張り、マイナスで圧縮。

更に温度勾配がある場合の計算。

内面温度
外面温度
ポアソン比
ヤング率GPa
線膨張係数×10-6

円筒内面熱応力MPa  球内面熱応力MPa
円筒外面熱応力MPa  球外面熱応力MPa


ball流体

平均流速


流体が流れる管の内径mm
体積流量L/min
平均流速m/s

レイノルズ数


流体が流れる管の内径mm
平均流速m/s
密度g/cm3
粘度Pa・s
※1[P]=100[cP]=0.1[Pa・s]=1[dyn・s/cm2]=1[g/cm・s]
レイノルズ数
レイノルズ数 流れ
<2100 層流
2100〜4000 遷移領域
>4000 乱流
物質 密度
g/cm3
粘度
Pa・s
空気 0.0013 0.000018
窒素 0.0013 0.000018
アルゴン 0.0018 0.000022
水素 0.00009 0.000009
1.0 0.001
水銀 13.5 0.0016
エタノール 0.789 0.0011
※常温での凡その値

ball光学系

レンズ・反射鏡の焦点距離計算


Fナンバー
入射光直径Dmm
焦点距離fcm

楕円集光系の焦点の計算


楕円長径amm
楕円短径bmm
第一焦点F1mm
第ニ焦点F2mm

逆にF1、F2から、楕円のa、bを計算
第一焦点F1mm
第ニ焦点F2mm
楕円長径amm
楕円短径bmm

楕円面の円錐定数(conic constant)


楕円長径amm
楕円短径bmm
円錐定数k
楕円の頂点半径Rmm

k <-1 -1 -1〜0 0 >0
形状 双極面 放物面 楕円面 球面 楕円面

レンズ-スクリーン距離計算


※単位太字のみ入力可

レンズの焦点距離f 点光源-レンズ距離L1 レンズ-スクリーン距離L2 倍率
cm cm cm
cm cm cm
cm cm cm
cm cm cm

レンズの開口数


入射光直径Dmm
レンズの焦点距離fmm
レンズ周辺雰囲気の屈折率n(空気中なら1.0)
開口数NA

※焦点距離を幾ら短くしても、アパーチャを大きくしてもNAには限界が有るけど、雰囲気媒質の屈折率を上げれば限界を超えてNAを大きく出来ます。そこで、液浸リソグラフィな訳ですよ!

理論集光径


波長λnm
開口数NA
集光径FDμm

※開口数を大きく、波長を小さくすれば集光径が小さくなり、より高密度なリソグラフィが可能になります。

発散角と集光性


発光面積cm2
仮に円形の発光面と仮定した時の直径cm
光源の発散角degree※片側角
受光時のコリメーション角degree
受光面の最小面積cm2
仮に円形の受光面と仮定した時の最小直径cm

総光出力mW
受光面照度mW/cm2

※etandueが保存されるとした場合の計算です。通常は光学ロスが生じます。

ball屈折と反射

各種材料の屈折率


各波長での屈折率を近似的に計算します。

波長nm

石英ガラスの屈折率200〜1000nm
BK7の屈折率300〜2750nm
TiO2の屈折率430〜1500nm
Al2O3の屈折率200〜5500nm
LiFの屈折率100〜11000nm
MgF2の屈折率200〜7000nm
CaF2の屈折率230〜9700nm

※あくまで目安ですよ。近似式なんでちょっとズレますよ。

屈折率と反射率


フレネルの式を用いた透明体の反射率計算
吸収が殆ど無い、つまり消散係数kが0に近い波長での計算

入射前の媒質の屈折率←例えば空気の屈折率
入射後の媒質の屈折率←例えばガラスの屈折率
入射角度
射出角度

p波の反射率%
s波の反射率%
平均反射率%

※入射角度、射出角度は、surface normal(入射面に垂直)を0度としています。
※垂直入射では、透明体は光を殆ど透過しますが、入射角度が浅くなると、どんどん反射が大きくなり透過光が減衰します。
※入射前媒質の屈折率>入射後媒質の屈折率では、臨界角以上で反射率100%になる全反射が起こる為、計算値はNaNになります。
※ブリュースター角では、p波は0に近づきます。

ブリュースター角


ブリュースター角で入射したp波は殆ど減衰無く透過します。
一方、s波は一定の比率で反射されます。

入射前の媒質の屈折率←例えば空気の屈折率
入射後の媒質の屈折率←例えばガラスの屈折率

ブリュースター角

板ガラスを幾つか並べて、ブリュースター角で入射した光の透過光がどれ位偏光されたか計算します。
板ガラスの枚数枚←裏表で二回s波が反射
透過後の光の偏光率%

※つまり自作の偏光子です

臨界角


反射側の媒質の屈折率>透過側の媒質の屈折率では、光の入射角度が臨界角以上で反射率100%になり、これを全反射と呼びます。
臨界角はスネルの法則を用いて計算されます。

反射側の媒質の屈折率←例えばガラスの屈折率
透過側の媒質の屈折率←例えば空気の屈折率

臨界角

※光ファイバーの中では、光は臨界角以上の角度で内部反射を繰り返しています。

干渉縞と厚み


透過スペクトルや反射スペクトルには、周期的な波が観測されることが有りますが、これは測定試料その物の厚みやその表面に存在する膜の厚みと関係があります。
界面多重反射の干渉が原因で、屈折率が既知の場合には厚みを計算することが出来ます。

屈折率←例えばガラスの屈折率
測定角度度←垂直入射を0度とする
波の数個←指定範囲内における波の周期数

スペクトルの横軸が波長の場合:nm 〜 nm

厚みnm

スペクトルの横軸が波数の場合:cm-1cm-1

厚みμm


ball光の吸収と透過

吸収係数と吸収断面積


気体の吸収係数から吸収断面積を、吸収断面積から吸収係数を計算します。
α=N・σ

温度[K]
圧力[atm]
密度[cm-3]

吸収係数[cm-1・atm-1]⇒ 吸収断面積[Å2]
吸収断面積[Å2]⇒ 吸収係数[cm-1・atm-1]

ちなみに、吸収断面積でよく使われる単位、バーン[b]は、10-28[m2]です。

減衰係数と吸収係数


液体・個体の減衰係数から吸収係数を、吸収係数から減衰係数を計算します。
α=4πk/λ

波長[nm]

減衰係数⇒ 吸収係数[cm-1]
吸収係数[cm-1]⇒ 減衰係数

気体の光吸収


気体の光吸収を吸収係数又は吸収断面積から計算します。(1atm、20℃)
I=I0*exp(-α*p*L)
I=I0*exp(-N*σ*L)

ガス濃度%
光路長cm

吸収係数[cm-1・atm-1]⇒ 光吸収率%

吸収断面積[Å2]⇒ 光吸収率%

気体の光分解量計算


光吸収により経時的に分解する気体反応物の量を計算します。(1atm、20℃)

分解光の波長[nm]
照度[mW/cm2] ⇒[photon/cm2/s]

吸収断面積[Mb]⇒ [cm-2]
⇒吸収係数[atm-1・cm-1]

量子効率
初期濃度ppb
[個/cm3]

照射時間[s]
反応層厚み[cm]
初期反応物量[個/cm2]

残存反応物量[個/cm2]
相対残存量%
反応速度[個/cm3/s]

気体と液体の濃度変換


微量物質の濃度表記において、
通常、気体はatom%(atom-ppm)で、液体はwt%(wt-ppm)で示されます。
これの相互変換と、同じ土俵で比較できるように体積基準で濃度を計算してみます。
媒質は空気と水、条件は1atm、20℃。

物質の分子量

気体 液体
wt-ppm
atom-ppm
個/cm3

同じ濃度でも、体積基準で観た場合、1000倍程度の濃度の差があります。
酸素は水に9wt-ppm程度溶けますが、これは気体では0.6%に相当する密度です。

ball立体の体積と面積

部分球(球帯)


部分球
球面を平行な二平面で切ったときの、その二平面にはさまれた帯状の部分

高さhmm
底面の半径(大)amm
底面の半径(小)bmm

体積Vmm3
球面の半径mm
側面の表面積Smm2

円錐台


円錐台
円錐を底面に平行な平面で切ってできる、切り口と底面との間の立体

高さhmm
底面の半径(大)amm
底面の半径(小)bmm

体積Vmm3
側面の長さLmm
側面の表面積Smm2

R面取りした円柱


R面取りした円柱
円柱の底面をR面取りしたときの、R部のみの立体

面取りの曲率半径(高さ)amm
円柱底面の半径bmm

体積Vmm3


ball湿度

飽和水蒸気圧


温度

飽和水蒸気圧kPa

※水蒸気圧は近似式を使っていますので、若干ズレます。

相対湿度と絶対湿度及び露点


相対湿度%RH
温度

水蒸気圧kPa
1気圧でのH2Oの濃度ppm
露点
(容積)絶対湿度g/m3

※水蒸気圧と露点は近似式を使っていますので、若干ズレます。

乾湿計から相対湿度


乾球温度
湿球温度

簡易乾湿計(湿球が凍ってない)場合
相対湿度%RH

アスマン通風乾湿計(湿球が凍ってない)場合
相対湿度%RH

※大気圧が約1気圧での計算です。
※近似式を使っていますので、若干ズレます。

相対湿度の気温変化


変化前
気温
相対湿度%RH

変化後
気温
相対湿度%RH


※湿度100%以上は結露。
※大気圧が約1気圧での計算です。
※近似式を使っていますので、若干ズレます。


ball黒体

黒体輻射


温度K

単位面積あたりの放出輻射エネルギーJ/m2/s

輻射強度最大の波長nm

波長nm

黒体放射絶対強度J/s/m2/Hz/sr
黒体放射相対強度arb. unit
※輻射強度最大の波長に対する相対比率


ball放射線

管電圧とX線の波長


管電圧keV

X線最小波長

減弱係数


質量減弱係数cm2/g

密度g/cm3

線減弱係数cm-1

アルミ コンクリート
密度
g/cm3
2.6989 7.874 11.35 2.4 0.99704
光子エネルギー 質量減弱係数 / cm2/g
50keV 0.334 1.855 7.426 0.3324 0.99704
100keV 0.162 0.3426 5.355 0.1673 0.1675

X線の遮蔽


遮蔽物の線減弱係数cm-1

測定時の遮蔽厚みcm
※0でも構いません

測定時の線量率μSv/hr

目標の線量率μSv/hr

必要な全遮蔽厚みcm
※計算はあくまで推定値です。必ず安全な方法で線量率を確認しましょう。

外部被曝線量


吸収線量Gy

放射線荷重係数

放射線 適用範囲 放射線荷重係数
光子 全エネルギー 1
電子・π中間子 全エネルギー 1
中性子 10keV以下 5
10keV〜100keV 10
100keV〜2MeV 20
2MeV〜20MeV 10
20MeV以上 5
陽子 2MeV以上 5
α粒子、核分破片、重い原子核 全エネルギー 20

等価線量Sv

均等被曝なら
実効線量Sv

不均等被曝なら
臓器・組織 等価線量 組織荷重係数
生殖腺 Sv 0.2 Sv
Sv 0.12 Sv
赤色骨髄 Sv 0.12 Sv
Sv 0.12 Sv
結腸 Sv 0.12 Sv
甲状腺 Sv 0.05 Sv
食道 Sv 0.05 Sv
乳房 Sv 0.05 Sv
肝臓 Sv 0.05 Sv
膀胱 Sv 0.05 Sv
皮膚 Sv 0.01 Sv
骨表面 Sv 0.01 Sv
残りの組織・臓器 Sv 0.05 Sv
実効線量 Sv

・・・より実用的には
測定位置 1cm線量当量 係数
頭頸部における1センチメートル線量当量 Sv 0.08 Sv
胸部及び上腕部における1センチメートル線量当量 Sv 0.44 Sv
腹部及び大腿部における1センチメートル線量当量 Sv 0.45 Sv
頭頸部、胸部・上腕部及び腹部・大腿部のうち外部被ばくによる線量当量が最大となるおそれのある部分における1センチメートル線量当量 Sv 0.03 Sv
実効線量 Sv

ball電子と放電

仕事関数と熱電子放出量


温度K
仕事関数eV

飽和電流密度A/cm2
※Richardson-Dushmanの式で計算しています。

ショットキー効果のある場合
※外部に強い電場が掛かっている場合
電界強度V/cm

飽和電流密度A/cm2
電場による効果

【参考】仕事関数と電気陰性度一覧表 [出典:CRC handbook等]
金属 仕事関数
eV
電気陰性度
Li 2.9 0.98
Be 4.98 1.57
B 4.45 2.04
C 5 2.55
Na 2.75 0.93
Mg 3.66 1.31
Al 4.28 1.61
Si 4.85 1.90
K 2.3 0.82
Ca 2.87 1.00
Sc 3.5 1.36
Ti 4.33 1.54
V 4.3 1.63
Cr 4.5 1.66
Mn 4.1 1.55
Fe 4.5 1.83
Co 5 1.88
Ni 5.15 1.91
Cu 4.65 1.90
Zn 4.33 1.65
Ga 4.2 1.81
As 3.75 2.18
Se 5.9 2.55
Rb 2.16 0.82
Sr 2.59 0.95
Y 3.1 1.22
金属 仕事関数
eV
電気陰性度
Zr 4.05 1.33
Nb 4.3 1.6
Mo 4.6 2.16
Ru 4.71 2.2
Rh 4.98 2.28
Ag 4.26 1.93
Cd 4.22 1.69
In 4.12 1.78
Sn 4.42 1.96
Sb 4.55 2.05
Te 4.95 2.1
Cs 2.14 0.79
Ba 2.7 0.89
Hf 3.9 1.3
Ta 4.25 1.5
W 4.55 2.36
Re 4.96 1.9
Os 4.83 2.2
Ir 5.27 2.20
Pt 5.65 2.28
Au 5.1 2.54
Hg 4.49 2.00
Tl 3.84 1.62
Pb 4.25 2.33
Bi 4.22 2.33
La 3.5 1.1
金属 仕事関数
eV
電気陰性度
Ce 2.9 1.12
Nd 3.2 1.14
Sm 2.7 1.17
Eu 2.5 1.2
Gd 3.1 1.31
Tb 3 1.1
Lu 3.3 1.27
Th 3.4 1.3
U 3.63 1.38
化合物 仕事関数
eV
ThO-W 2.63
Th-W2C 2.18
SUS 4.4
LaB6 2.7
YB6 2.54
GdB 2.55
BaO
SrO
CaO
1.0〜1.5
※電気陰性度はポーリングによる。
※仕事関数は、表面の清浄さ、結晶面方位等によって大きく変わります。ここで示したのはあくまで目安。


仕事関数φは電気陰性度χと
φ=2.27χ+0.34[eV]
の関係にあると言われていますが
実際には、結構ばらつきます。

電気陰性度V/cm

計算上の仕事関数eV

二次電子放出


二次電子放出比の最大値
最大値の時の一次電子エネルギーeV
垂直に入射する一次電子エネルギーeV

二次電子放出比

【参考】清浄な表面における二次電子放出比の最大値δemとその時の一次電子エネルギーEem一覧表[出典:電子・イオンビームハンドブック/日刊工業]
金属 δem Eem
Li 0.5 85
Be 0.5 200
C 0.45 500
Al 0.95 300
Si 1.1 250
K 0.7 200
Ti 0.9 280
Ni 1.35 550
Cu 1.3 600
Ge 1.2 400
金属 δem Eem
Rb 0.9 350
Mo 1.25 375
Ag 1.47 800
Cs 0.72 400
Ba 0.83 400
Ta 1.3 600
W 1.35 650
Pt 1.8 700
Au 1.45 800
Th 1.1 800
化合物 δem
NaCl 6〜6.8
CaF2 3.2
BaO 2.3
Al2O3 1.5〜4.8
SiO2 2.1〜2.9

電子の衝突電離係数


α = p・A・exp[-B/(E/p)]

気体の圧力pPa
電場強度EV/cm
下表の定数AとB

E/pV/m・Pa
衝突電離係数m-1

【参考】各気体の定数A、Bの値[出典:新版真空ハンドブック/オーム社]
気体 A B E/p[V/m・Pa]の適用範囲
空気 11.0 274 110 - 450
N2 9.3 257 110 - 450
C 0.45 500 110 - 450
H2 3.8 100 110 - 300
CO2 9.7 350 400 - 750
H2O 9.7 217 110 - 750
Ar 10.2 177 75 - 450
He 2.1 26 15 - 110

放電開始電圧


Paschenの式を使った平行平板における絶縁破壊電圧の計算です。
当然、ペニング効果は考慮しません。
定数A、Bは、「衝突電離係数」の表を参照。
γは「二次電子放出比」で計算してください。

気体の圧力pPa
平行平板電極間距離dmm
衝突電離係数の式のAとB
電極の二次電子放出比γ

放電開始電圧kV
pd積Pa・m
平均電場EkV/cm
E/pV/m・Pa
※pd積の小さい所ではγが効いてきます。

電離度


Sahaの式を使って、熱平衡状態(局所熱平衡状態)
にある気体の電離している割合を計算します。

温度K
イオン化エネルギーeV
気体の密度個/m3

電離度%
気体の圧力atm

電子の平均自由行程


気体の平均自由行程から算出しています。

気体の平均自由行程m
※気体の平均自由行程の計算はこちらで。

電子の平均自由行程m

電子の外挿飛程


T.Tabataらの経験式とKatz-Penfoldの実験式の両方で計算します。

原子番号
原子量
電子のエネルギーkeV
※分子の場合の実効原子番号と実効原子量の計算はこの直ぐ下で。

電子の外挿飛程
T.Tabataの式mg/cm2
Katz-Penfoldの式mg/cm2

密度

電子の外挿飛程
T.Tabataの式μm
Katz-Penfoldの式μm

原子番号の大きいところでは、T.Tabataの式の方がよく合うようです。
※これらの式では水素を計算することはできません。

【参考】各物質の実効原子番号と実効原子量及び密度
出典:工業照射用の電子線量計測/地人書館
元素 原子
番号
原子量 密度
g/cm3
C 6 12.011 2.25
(石墨)
Al 13 26.9815 2.69
Si 14 28.0855 2.34
Ti 22 47.88 4.54
Fe 26 55.847 7.86
Cu 29 63.546 8.93
Mo 42 95.94 10.2
Sn 50 118.71 7.28(白色正方)
5.76(灰色無定形)
W 74 183.85 19.1
Pb 82 207.2 11.34
物質 実効原子番号 実効
原子量
密度
g/cm3
H2O 7.22 13.00 1.00
Air 7.38 14.77 0.001205
CO2 7.45 14.91 0.001842
ポリアミド(ナイロン6):C6H11ON 5.92 10.80 1.14
ポリエチレン:C2H4 5.28 9.26 0.94
ポリエチレンテレフタラート(マイラー):C10H8O4 6.46 12.41 1.40
ポリメチルメタクリレート:C5H8O2 6.24 11.56 1.19
ポリスチレン:C8H8 5.61 10.44 1.06
ポリテトラフロロエチレン(テフロン):C2F4 8.28 17.25 2.20
ポリビニルクロライド:C2H3Cl 12.00 23.43 1.30
弗化リチウム:LiF 7.39 15.98 2.635

実効原子番号・実効原子量


6種類以下の元素からなる分子や化合物の
実効原子番号及び実効原子量を算出します。

原子番号1原子量1原子数1
原子番号2原子量2原子数2
原子番号3原子量3原子数3
原子番号4原子量4原子数4
原子番号5原子量5原子数5
原子番号6原子量6原子数6

実効原子番号実効原子量


ball電気関係

電力量とCO2換算


使用電力kW
使用時間hr
※例えば、一年では365[day]×24[hr]=8760[hr]
電力量CO2換算排出係数kg-CO2/kWh
※各電力会社発表の数字を使用する。わからない場合は、
0.555(地球温暖化対策推進法施行令:2006年改正)を使用するのが良さそう。
電力単価円/kWh
※各電力会社発表の数字を使用する。工場だと9〜12[円/kWh]、
一般家庭で20〜25[円/kWh]くらいかなぁ。

電力量kWh
排出CO2kg-CO2
電気料金

※あくまで目安です。正しくは、官公庁、電力会社のHPなどを参照してください。

力率


交流の実効電圧V
抵抗Ω
インダクタンスμH
コンデンサ容量μF ←無ければゼロを入力
交流周波数Hz

誘導リアクタンスΩ
容量リアクタンスΩ
インピーダンスΩ
実効電流A
力率
電力W
位相deg.

※全ての回路要素が直列に繋がっている回路を想定。

配線のインダクタンス


配線の直径mm
配線の長さm
交流周波数Hz

インダクタンスμH
誘導リアクタンスΩ

※まっすぐに伸びた単線の配線の場合の近似的な計算です。

アナログ電流出力換算


アナログ出力下限電流mA
  アナログ出力上限電流mA
下限電流対応値a.u.
  上限電流対応値a.u.
抵抗Ω
測定電圧V

下限抵抗電圧V
  上限抵抗電圧V
対応値a.u.
出力電流mA

※温調器等から出力されるアナログ電流出力値を任意の物理量に対応させるための計算です。
抵抗値は電圧換算値を計算するための内部抵抗です。


ball熱伝導

熱抵抗


入熱面平均温度
排熱面平均温度
通過熱量W

熱抵抗℃/W

※ヒートシンクなどの場合、入熱面温度=基板背面温度、排熱面温度=雰囲気温度となります。

熱伝導率と熱抵抗


熱伝導率W/m・K
厚みmm
有効面積mm2
※熱が通過すると考えられる面積。厚みが大きい場合、広がりに対しては45度を仮定して平均面積とする事。

熱抵抗℃/W

※半田や熱伝導シート等を使用した場合の熱抵抗を計算します。

LEDの発熱量


電圧V
電流A
発光効率%

発光量W
発熱量W

※LEDの発熱は消費電力-光出力です。

LEDの放熱設計


発熱量W
PKG(パッケージ)の熱抵抗℃/W
PKG-基板接合部の熱抵抗℃/W
※半田等の熱抵抗、分からなければゼロを。
基板の熱抵抗℃/W
※十分小さければゼロでもOK。
基板-ヒートシンク接合部の熱抵抗℃/W
※熱伝導シートやグリースがあればその熱抵抗。
ヒートシンクの熱抵抗℃/W
※ヒートシンクの熱抵抗は強制対流や自然対流、重力に対する方向、放射率によって変ってくるので注意。
雰囲気温度

基板温度Ts
LED素子温度(ジャンクション温度)Tj

※パッケージではなくベアチップなら、PKGの熱抵抗をゼロに。

ball統計

母比率の検定


2つの標本集団から予想される母集団の特性に有意な差があるかどうかを判断します。
例えば、製品の改善前と改善後の不良率に有意な差があるかどうかを判断します。

標本集団1のn数
標本集団1の不良数
標本集団2のn数
標本集団2の不良数

正規分布のz値
5%の有意水準(Z>1.96)で二つの母集団には

※サンプル数は各々20以上は必要。あくまで目安。
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