Ist es möglich, die Frequenz des Lichts zu steuern?

Lichterzeugung ist der Prozess der Energieumwandlung. Ich meine, ist es möglich, die Frequenz des Lichts zu steuern, indem man direkt den Input wie Wärme, Strom steuert ... nicht durch Filter oder mittlere Anordnungen. Ich dachte (dank einer Diskussion in anderen Medien), dass wir für eine solche Kontrolltechnik die Bewegung von Elektronen zwischen den Energieniveaus kontrollieren sollten. Wenn ich recht habe, ist das möglich?

Einfaches Beispiel. Die LED-Emission ist temperaturabhängig ... Wenn eine LED heißer wird, ändert sich die Wellenlänge, die sie emittiert. Ich habe aufgrund dieses Effekts eine Verschiebung von bis zu 10 nm gesehen. Es gibt auch "Quantum Dot"-LEDs, mit denen Sie den Ausgang buchstäblich so einstellen können, wie Sie es wünschen (obwohl ich noch nie einen verwendet habe ...)
Sie müssen die Position der Energieniveaus "kontrollieren", nicht die Bewegungen des Elektrons direkt. Aber alle Antworten unten sind richtig - es gibt viele Beispiele
Danke für die Antwort, aber die folgenden Antworten beantworten tatsächlich die Frage "Ist es möglich, die Lichtfrequenz zu ändern ?" Ich meine wörtlich die Steuerung : für die gewünschte Dauer, die gewünschte Frequenz- oder Wellenlängenänderung. Meine Frage ist wohl eine technische Frage, aber trotzdem danke. Zumindest waren sie hilfreich, ich habe jetzt eine Idee, was ich kontrollieren soll.
@Ekrem_Abi Ich bin mir nicht sicher, was du mit dieser Klarstellung meinst. Meinen Sie eine Art System, das Licht mit einer Frequenz als Eingang nimmt und Licht mit einer anderen Frequenz ausgibt?
@llama nein, die Frequenz von emw ist eigentlich die Energie davon, und wie in der Frage "Licht erzeugen ist der Prozess der Energieumwandlung". Mir wurde klar, dass es keine Möglichkeit gibt, die Frequenz des Lichts zu steuern, indem man die Eingangsenergie (oder wenn möglich die Masse) steuert. Ich habe eine ähnliche Frage in electronic.stackexchange.com/q/610706/252582 gestellt . Vielleicht ist das klarer. Die folgenden Antworten sind % 60 genug, aber ich bin einfach nicht zufrieden
@Ekrem_Abi Nun, es gibt für Diodenlaser, wie in einer der Antworten erläutert, wenn Sie den Eingangsstrom einstellen, wirkt sich dies auf die Halbleiter so aus, dass die Energieniveaus der relevanten Bänder (sowie andere Effekte) verschoben werden. Abbildung 1 hier fasst einiges davon zusammen, aber wenn Sie Details wünschen, sehen Sie sich die entsprechenden Kapitel von Laser Electronics von Verdeyen an laserdiodesource.com/laser-diode-tuning
Wie sie bereits erwähnt haben, LEDs, Schwarzkörper und Radiowellen. (Ich vermute Magnetron auch anhand des Geräteradius). Aber Lichtwellen können ihre Frequenz ändern, wenn sich zwei Wellen schneiden, die ähnlich polarisiert sind, was zu Interferenzen führt. Tatsächlich schießen Wissenschaftler oft verschiedene Wellenlängen durch Objekte, nur um scheinbar aus dem Nichts sichtbares Licht zu werden

Antworten (7)

Schwarzkörperstrahlung ist eine Emission elektromagnetischer Strahlung, die ein charakteristisches Spektrum annimmt, das nur von der Temperatur eines Objekts abhängt. Sie können die Temperatur eines heißen Objekts direkt anhand der Farbe seines Leuchtens abschätzen, und Sie können die Farbe des Leuchtens eines Objekts ändern, indem Sie seine Temperatur ändern. Wenn sich ein Objekt auf etwa 800 K erwärmt, beginnt es, ein mattes rotes Leuchten auszustrahlen, und wenn das Objekt weiter heißer wird, wird das Leuchten gelb und dann bläulich weiß. Dies ist ein Beispiel dafür, wie es möglich ist, die Frequenz des Lichts zu steuern – indem man die Temperatur eines schwarzen Körpers steuert.

Das, wonach Sie suchen, ist ein durchstimmbarer Farbstofflaser . Es funktioniert wie ein Funksender: Ein Breitbandverstärker verstärkt seine eigene Leistung, die er über einen Resonator empfängt. Anstelle eines Transistors, der von einer Gleichstromquelle gespeist wird, ist der Verstärker eine Farbstoffzelle, die von einem anderen Laser "gepumpt" wird.

Die Abstimmung erfolgt zwar durch Einstellen des Resonators, aber das ist wie bei einem hochfrequenten "Variable Frequency Oscillator".

Unter Licht versteht man typischerweise den sichtbaren Teil des elektromagnetischen Spektrums. Aber Sie können es erweitern - infrarotes Licht, ultraviolettes Licht. Oder irgendeine elektromagnetische Welle.

Bei sichtbaren Wellenlängen wird es oft durch atomare Übergänge erzeugt. Die Energieniveaus sind weitgehend festgelegt. Sie erhalten Linien im Spektrum. Elektronenspin und Bahndrehimpuls interagieren jedoch mit Magnetfeldern. Ein Magnetfeld kann die Energie des Elektrons verändern und die Linie verschieben oder teilen.

Es gibt andere Möglichkeiten, sichtbares Licht zu erhalten. Wie bereits erwähnt, lässt das Erhitzen eines Objekts Licht emittieren.

Bei niedrigeren Frequenzen ist es einfacher, direkter zu steuern. Radiowellen werden erzeugt, indem Ladungen in einem Draht mit Megahertz-Frequenzen hin und her geschoben werden. Variiere die Frequenz des Stroms und du variierst die Frequenz der Radiowellen.

Es kommt auf die angestrebte Reichweite an: Eine durchstimmbare Frequenz im MHz-GHz-Bereich ist mit Diodenlasern problemlos erreichbar. Im einfachsten Fall wirken sich der angelegte Strom und die Umgebungstemperatur direkt auf die unterstützte Wellenlänge aus.

Für die Temperaturabhängigkeit gibt es auch eine nützliche Visualisierung. Je höher die Temperatur Ihres Verstärkungsmediums ist, desto mehr dehnt es sich aus und wird somit länger. Dies bedeutet, dass auch die von diesem Medium unterstützten Wellenlängen des Lichts zunehmen, sodass die Frequenz abnimmt.

Wenn Sie ein Gitter zum weiteren Filtern des Ausgangslichts haben, erhalten Sie auch einen weiteren abstimmbaren Bereich, indem Sie den Abstand zwischen den beiden Gitterspiegeln anpassen. Diese Elemente können auch zur Stabilisierung der Wellenlänge verwendet werden, was für eine Vielzahl von Experimenten wichtig ist.

Größere Spannen sind schwieriger, da Sie irgendwann sehen, dass der Laser in einen anderen Modus springt und die mittlere Frequenz um einige zehn bis hundert GHz ändert (dies kann nicht einfach kontrolliert werden).

Ein Freie-Elektronen-Laser kann direkt abgestimmt werden, indem die Geschwindigkeit der Elektronen variiert wird.

steuern die Bewegung der Elektronen zwischen den Energieniveaus

Ein Beispiel ist "Magnetfeldlaser". Verschieben Sie die Pegel per Magnetfeld und genießen Sie variable Frequenzen.

http://www.cchem.berkeley.edu/rjsgrp/publications/papers/1980-1983/8_evenson.pdf

Strahlung ist das Feldquant (oder Kraftträger) für die elektromagnetische Wechselwirkung. Seine Absorption bewirkt, dass ein Elektron sein Energieniveau erhöht (was eine Änderung in mindestens einer der mit dem absorbierenden Elektron assoziativen Quantenzahlen verursacht). Der umgekehrte Prozess, die Emission, beinhaltet die Erzeugung eines Photons

Δ E = H C λ
Wo H ist die Plancksche Konstante C ist die Lichtgeschwindigkeit Δ E = E 2 − E 1 Und λ ist die Wellenlänge des Photons. Die komplizierteste Komponente ist die Bestimmung E 2 gefolgt von E 1 da diese die Lösung (oder Annäherung an eine Lösung) der Schrödinger-Gleichung beinhalten, die durch die Position der Kerne und die Zusammensetzung des perspektivischen Materials bestimmt wird. Angesichts der Tatsache, dass die Position diese bestimmt, könnte man es im richtigen Material komprimieren, um die Energieniveaus zu ändern (die wahrscheinlich nicht einheitlich modifiziert werden), was zu einem anderen führt Δ E .

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