Entiendo que quieres hacer, de echo vi el experimento en un programa de TV asi que aqui te van unas recomendaciones
Usa 2 rayos laser, uno para encender un contador digital estandar de la mayor velocidad posible (no uses microcontroladores! usa contadores TTL o CMOS de alta velocidad x que puedes lograr menores tiempos de retardo), y el segundo rayo laser va a detener el conteo, posteriormente puedes leer este conteo con algun microcontrolador para realizar la matematica necesaria
El tubo tiene que ir al vacio, y de preferencia ser lo mas largo posible para tener mayor exactitud en el conteo, y si quieres dar aun mas precision te recomiendo que mantengas caliente (alrededor de 60°C) todo el circuito electronico incluyendo, si es posible, el tubo donde haras el experimento. Esto es para evitar errores de cambio de frecuencias y mediciones debidos a la temperatura ambiente
Como Sensores cualquier rayo laser y cualquier fotodiodo o fototransistor te puede servir, respecto al fotodiodo trata de que sea uno de alta velocidad para reducir al minimo los tiempos de retardo interentes del mismo