Измерение фотонов ведрами

Вот сижу, пишу кретив и стукнула мне в голову мысль

Кто-нить знает, какова емкость пикселя в фотонах? ну понятно что вопрос сформулирован дебильно, но:

к примеру, есть пиксель от какой-то камеры размером 7*7 микрон и светочувствиельность у него ISO100
сколько фотонов попадает на него за время "правильной" экспозиции?
ну порядок суммы или может у кого-то есть рассчеты для конкретного случая?

и ведь не пятнецо жеж:(

а как,простите,фотоны считать будете?

свет - это электро-магнитная волна, исходить нужно от количества энергии волны попадаемой на площадь приемника (пиксель)

Свет это частицы, и считать их надо количественно :)

Цитата:

от: S3T
Свет это частицы, и считать их надо количественно :)

вот уж этот корпускулятно-волновой дуализм

А вы ознакомьтесь с теорией струн, и тогда все станет на свои места :) Глаавное ее понять и ею все описать в более-менее нормальных, не Планковских размерах...

Проще фотографировать,а зритель нас рассудит :-)

Цитата:

от: S3T
Свет это частицы, и считать их надо количественно :)

как их считать количественно, если в палате мер и весов не лежит стандартный фотон? кстати, фотон имеет цвет? если да, то одинаковый ли "вес" у них? ))

Очень просто :) По степени нагревания абсолютно черного тела бомбардируемого фотонами. Градусы ведь никто не отменял, хоть их в палате мер и весов нет?

Один пуксель это 3-4 датчика, в них появляются разъярённые светом электроны в полупроводниках. Вот их и считают. Но они такие маленькие, что их очень плохо видно, отсюда ошибки, которые мы видим как шум.

Как сказал Аццкий Менольтист - карпускулярно-волновой дуализм или проще - свет проявляет свойства частицы (фотона) и электро-магнитной волны. Можно мерить как кому угодно =) в штках или в Джоулях (мера энергии, так на всякий случай).

m = h·v/c2

h - постоянная Планка 6.626068 × 10-34 м2 кг / с
v (нью) - частота
с - 3·108 м/с.

Теперь считайте массу на здоровье! ;)

Цитата:

от: sergeych
как их считать количественно, если в палате мер и весов не лежит стандартный фотон?

а зачем ему там лежать? они все стандартные.

Цитата:

от: sergeych

кстати, фотон имеет цвет?

некоторым образом да.
фотон имеет энергию.
эта энергия пропорциональна частоте (обратно пропорциональна длине) световой волны. которая частота (длина) и есть цвет.


Цитата:

от: sergeych

если да, то одинаковый ли "вес" у них? ))

смотря что считать весом.
на фотоны разной энергии (волны разной длины) кремниевая ячейка реагирует по разному.

причем в области видимого света - чем больше энергия (меньше длина волны),тем меньше реагирует в интересующем нас смысле. Поскольку тем раньше тот фотон поглощается в кремнии, переходя в тепло и меньше успевает выбить из него электронов.


на про изначально заданный вопрос - можно счиать.
номинальная экпозиция для ISO 100 составляет, согласно справочнику, 0.1 люкс*секунд (взято с zemit.istra.ru)

1 люкс - это 10 в 16-й степени фотонов в секунду на квадратный метр (округленно-усредненно так, для зеленого света с длиной волны 555 нм).

осталось взять эти 10 в 16-й фотонов, умножить на 0.1 - получить 10 в 15-й степени фотонов. А пготмо умножить на площадь пикселя в квадратных метрах (лень мне считать, сколько это выйдет). И получите "номинальное" количество фотонов...

Хотя реально оно ничему не соотвествует.
Потому что есть некая "фотоширота" (диапазон экпозиций, при котром в ячейке получается что-то разумное, а не сплошные шумы и не насыщение).

Ну и еще потому, что по ISO 100, особенно на цифровых камерах, каждый понимает что-то свое. Точнее, каждый вводит некий свой "коэффициент восприятия системы" (учет разнообразных потерь света по дороге, грубо говоря, причем чисто "эмпирический" и взятый с потолка... и разный для разных типов фотоприемников, будь то пленки или матрицы, разных конструкций камеры и т.п.), в результате чего при равной яркости объекта и равной "формальной" чувствительности может насчитывать заметно разную экспозицию.

Но как их считать?

Все, имхо, зависит от конечного сигнал/шум значения.

То, что интересует афтора топега - это среднее между максимальной насыщенностью пукселя и уровнем шума, т.е. средняя экспозиция. Максимальная граница обусловлена емкостью пикселя - размером P-N или какой полопроводниковой прослойки пикселя, в которой накапливается заряд как в конденсаторе. Минимальная - качеством тракта считывания сигнала из пикселя (оцифровки). Здесь мы имеем всяческие виды шумов от простого кросстолка и термального шума до стоящих волн и шума квантирования.


Как его мерять? Очень просто! :)
Берем одну свечу, ставим ее на растоянии 1м от матрицы фотега без обьектива.

Зная растояние до свечи можно просчитать телесный угол занимаемый матрицей в общей системе, а значит и количество энергии, принятой матрицей. Узнав количество энергии, переданной свечей на данный телесный угол, мы можем подставить ее в формулу E=hv где Е - полученная энергия, v - частота и h - постоянная Планка. Сопоставив старый и новый формат измерения канделы (старый - свеча, новый - монохромный источник света частотой в 540*10^12гц и энегрией 1/683 Вт/стередиан).

Получим кой-какую величину. Хз какую :)

Во теоретеги...

Цитата:

от: S3T
Но как их считать?


Получим кой-какую величину. Хз какую :)

Во теоретеги...

всё уже украдено до нас. то есть посчитано.
исходя из той самой канделы, которая 1/683 Ватта в стерадиан для зеленого света.

вот из и нее получается, что 1 люкс = примерно 10 в 16-й фотонов в секунду на квадратный метр.

а стандартные величины в экспонометрии определены еще в 60-е годы. Можно не мерять, можно глянуть в справочник.

Цитата:

от: sergeych
как их считать количественно, если в палате мер и весов не лежит стандартный фотон? кстати, фотон имеет цвет? если да, то одинаковый ли "вес" у них? ))

К сожалению у фотонов веса нет (а может и к счастью =)), так как в покое она не сеществует и взвесить ее невозможно (вес P=m*g). А вот массой она обладает =)

Цитата:

от:Александр КА
Как сказал Аццкий Менольтист - карпускулярно-волновой дуализм или проще - свет проявляет свойства частицы (фотона) и электро-магнитной волны. Можно мерить как кому угодно =) в штках или в Джоулях (мера энергии, так на всякий случай).

Подробнее

При поглощении свет проявляет свои именно корпускулярные свойства. За фотоэлектрический эффект Эйнштейну была присуждена Нобелевская премия. Волновые свойства свет проявляет при распространении. Энергия фотона зависит от частоты. Посему для фотоэлемента с размером 7*7 мкм для смешанного белого света для ISO100 при правильной экспозиции надо около 50000.
Короче, 16-разрядный АЦП, как раз соответствует счёту отдельных фотонов... :cannabis:

потом меряеца ёмкость пикселя (это сигналшум при полном наполнении в квадрате) , делится на ето число типа фотоноф и получаеца квантовая еффективность.

ещ раз аффтар - у цыфры без смыслено понятие иса

у нё есть - квантовая еффективность , темновой ток (утечка) и ёмкость ячейки (или плотность ёмкости, порядка 500 електронов на кв. микрон площади для современноё технологие).

Цитата:

от: S3T
Свет это частицы, и считать их надо количественно :)

Имеется новое доказательство электронейтральности фотона.
Брет Альтшуль, Физик из Индианского университета, подтвердил, что кванты электромагнитного излучения не несут электрических зарядов. Его работа «Верхняя граница заряда фотона, выведенная из фазовой когерентности галактического излучения» опубликована в журнале Physical Review Letters (июнь 2007).
Пожалуйста, опровергните его.
Теорию Декарта о том, что свет состоит из частиц разного цвета, просьба не предлагать.

Цитата:

от:dENos
Имеется новое доказательство электронейтральности фотона.
Брет Альтшуль, Физик из Индианского университета, подтвердил, что кванты электромагнитного излучения не несут электрических зарядов. Его работа «Верхняя граница заряда фотона, выведенная из фазовой когерентности галактического излучения» опубликована в журнале Physical Review Letters (июнь 2007).
Пожалуйста, опровергните его.
Теорию Декарта о том, что свет состоит из частиц разного цвета, просьба не предлагать.

Подробнее

Давайте лучше пофотографируем :D

А журнальчик полистаю :) Всяко лучше фотомурзилок.