Wenn Licht eine EM-Welle ist, warum nehmen Antennen sie dann nicht auf?

Oder werden sie abgeholt, aber nicht auf Spektrumanalysatoren angezeigt? Obwohl die Photonen im Licht energiereicher sind als Radiowellen!

Würde es nicht ständig Lichtgeräusche geben? Auch wenn es klein ist.

Wenn die Antenne also auf die Frequenz des Lichts abgestimmt ist, würde sie es aufnehmen?
Vielleicht sollte ich meine dumme Frage löschen. Ich weiß nicht, wie ich es verpasst habe. Danke @Bort
Die Photorezeptorzellen (Stäbchen und Zapfen) in unseren Augen sind Antennen für sichtbares Licht :)
Schauen Sie sich diese Google-Suche zu genau diesem Thema an: google.com/search?q=antennas+for+light

Antworten (4)

Ja, das können Sie tun. Die Antennen müssen sehr klein sein, also braucht man viele davon, aber die Verwendung von Antennen + Gleichrichtern ( optische Rectennas ) ist eine plausible Möglichkeit, Lichtenergie in elektrischen Strom umzuwandeln.

Die Strukturen müssen mit einem Prozess hergestellt werden, der eine feinere Auflösung als eine Lichtwellenlänge hat, was schwierig ist, da Licht das Foto in der Fotolithografie ist, aber wir erreichen die Auflösung durch verschiedene Methoden, wie z. B. die Verwendung kürzerer Wellenlängen und ausgefeilter Gambits.

Ähnliche (jedoch gröbere) Methoden wurden vorgeschlagen, um Mikrowellenenergie, die von weltraumgestützten Solarkraftwerken übertragen wird , in elektrische Energie auf der Erde umzuwandeln. Die Energiedichte würde so niedrig gehalten, dass es nicht so sehr ein Todesstrahl wäre, wie Sie vielleicht denken.

Danke für deine Antwort. Ich werde mehr über optische Rectennas für die Gewinnung von Lichtenergie lesen.
Eine weitere interessante Frage, gibt es Antennen, die eine bestimmte Frequenz empfangen und beim Senden in eine andere Frequenz umwandeln können? Ist das möglich?
Es braucht mehr als eine Antenne, um die Frequenz umzuwandeln. Ein fast passiver Ansatz ist die Verwendung eines nichtlinearen Elements, beispielsweise eines KTP-Kristalls (Kalium-Titanyl-Phosphat), der die Lichtfrequenz verdoppeln kann.
„eine bestimmte Frequenz empfangen und beim Senden in eine andere Frequenz umwandeln“ – das geschieht bei Licht immer wieder mit fluoreszierenden Beschichtungen, etwa bei weißen LEDs und Leuchtstoffröhren. Oder willst du das Radiogehäuse?
@ pjc50 Ich war daran interessiert, LEDs zu untersuchen, und bin immer noch nach dieser Frage deren Verwendung im Lichtspektrum bestätigt. Würden jedoch andere Mittel als dämpfende Medien wie Kristalle für die Änderung von Licht zu Hochfrequenz funktionieren?
Licht zu HF ist eine Frequenzänderung von vielen Größenordnungen.
Sie möchten so etwas wie die Leuchtstoffe, die @pjc50 erwähnt, die HF emittieren? Scheint unwahrscheinlich, aber ich kann mir keinen physikalischen Grund vorstellen, warum es unmöglich ist.
Technisch gesehen beginnt alles, was unter einem Licht heiß wird, in einer gewissen Menge HF zu emittieren, was für Mikrowellenastronomen nützlich ist, aber nur wenige irdische Anwendungen hat. Wohin gehst du mit dieser Idee ?
@pjc50 Ich bin neu in der EM-Kommunikationsregion und untersuche im Grunde alle Bereiche der Physik und Elektrotechnik, die mir in den Sinn kommen, von Quanten- bis Makrokonzepten. Hier ist es 3 Uhr morgens und ich bin aufgewacht, um die Frage zu stellen, die mir in den Sinn kam 😳
Meine verrückten Ideen wurden von der Quantenphysik beeinflusst, Quanten machen dich zu einem anderen Menschen. (Ich weiß nicht, ob es gut oder schlecht ist ... Ich muss es noch herausfinden).

Effektive Antennen müssen etwa die Größe eines Viertels der Wellenlänge haben (Faustregel).

Für sichtbares Licht beträgt die Wellenlänge etwa 400-800nm.

Man kann sich also vorstellen, wie klein diese Antennen für sichtbares Licht sein müssen: Sie haben die Größe von Molekülen. Sie sind Moleküle. Und tatsächlich, wenn Substanzen gefärbt sind, sind die Moleküle Antennen, die auf bestimmte Frequenzen der EM-Strahlung im sichtbaren Bereich "abgestimmt" sind. Obwohl in den meisten Fällen absorbierte Energie in mechanische Energie (dh Rotation und/oder Vibration der Moleküle, die schließlich die Substanz erhitzen) umgewandelt wird, nicht in elektrische Energie.

Die Energie wird auf herkömmlichen Spektrumanalysatoren aufgrund ihrer begrenzten Bandbreite nicht angezeigt ;-)

Spezielle Spektrumanalysatoren für EM-Strahlung im Bereich des sichtbaren Lichts werden als optische Spektrometer bezeichnet .

Danke Curd. Sie haben einen guten Punkt zur Bandbreite angesprochen. Können wir die Bandbreite sicher als die Menge an Photonen in einer bestimmten Welle definieren?
@Rain, du stellst viele Folgefragen. Aber dies ist keine Diskussionsseite. Wir mögen es nicht, endlos in Kommentaren nachzufassen. Wenn Sie eine neue Frage haben, klicken Sie auf die Schaltfläche "Frage stellen" und stellen Sie sie. (Aber in diesem Fall über Bandbreite vs. Anzahl der Photonen in einer Welle, recherchieren Sie bitte zuerst)
@ThePhoton Ich dachte, es wäre besser, nicht zu viele separate Fragen zu öffnen, aber ich kann sie in Zukunft teilen. Natürlich frage ich nach Photonen, weil nicht einmal Physiker mir sagen können, was sie sind, außer der Tatsache, dass sie Propagatoren von EM sind. Wo andere sagen, dass sie die EM sind. Und EM-Felder gleich. Aber ich denke, alle meine Photonenfragen können separat gestellt werden. Vielen Dank für die Führung neuer Mitglieder
@Rain: nein, die Bandbreite entspricht der Farbe (Frequenz; die proportional zur Energie pro Phoon ist); nicht die Anzahl der Photonen.

Würde es nicht ständig Lichtgeräusche geben? Auch wenn es klein ist.

Infrarotlicht erzeugt Wärme und das wiederum erzeugt Rauschen in jedem Stromkreis, der einen Widerstand hat. Siehe diesen Wiki-Artikel .

Die Formel lautet: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Oder werden sie abgeholt, aber nicht auf Spektrumanalysatoren angezeigt?

Sichtbares Licht liegt im Bereich von 400.000 bis 800.000 GHz - ich glaube nicht, dass es viele herkömmliche "Funk" -Spektrumanalysatoren gibt, die bis zu diesem Bereich funktionieren: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Danke, jemand hat auch die Bandbreite des Lichts erwähnt, was auch der Grund sein könnte, warum Analysatoren es nicht sehen würden, selbst wenn es bis zu diesen Frequenzen gehen würde.
Was ist an dieser Art von optischen Spektrumanalysatoren unkonventionell? cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5963-7145E.pdf
@glen_geek ja, vielleicht wird ein besseres Wort als "konventionell" benötigt. Wie wäre es mit Radio-Spektrum-Analysatoren?
Ich gestehe, dass ich nicht weiß, bei welcher Wellenlänge/Frequenz „Funk“ endet und „optisch“ beginnt. Scheint ein sich bewegendes und überlappendes Ziel zu sein.
Du hast recht, @glen_geek. Sie sind ein und dasselbe, nur unterschiedliche Frequenzen. Ein Abschnitt wird einfach deshalb als optisch bezeichnet, weil unsere Augen dafür empfindlich sind.

Ihre Antenne nimmt sicherlich das Licht auf, bis es ein Spiegel ist. Leider sind gewöhnliche Schaltungen aus Draht, Kondensatoren, Transistoren usw. zu groß, um den resultierenden Strom zu bemerken. Sie sind stark aus der richtigen Stimmung. Probieren Sie eine Fotodiode als integrierte Antenne und Detektor aus. Sie können die Effektivität Ihrer Antenne erhöhen, indem Sie eine Linse oder einen konkaven Reflexionsspiegel hinzufügen.

Benötigen Sie eine gewisse Frequenzselektivität wie bei Funkempfängern? Kaufen Sie einen Farbfilter. Zu schwaches Signal - brauchen Sie einen Verstärker VOR dem Detektor? Kein Problem. Fügen Sie einen Laser in seiner ursprünglichen Form ohne die Resonanzspiegel ein, die ihn zu einem Oszillator machen, der nicht verstärkt, sondern Licht erzeugt.

Ergänzung aufgrund des Kommentars , der fragte: "Kann die Antenne die Frequenz konvertieren?"

Eine Antenne hat nicht die Fähigkeit, die Frequenz umzuwandeln – sie fängt nur die Welle auf und leitet sie an eine Einheit weiter, die die Frequenz umwandelt. Der Frequenzwandler ist ein Mischer mit einem weiteren Eingang von einem Oszillator. Vor etwa 25 Jahren änderte sich die allgemeine Redeweise. Wenn man in ein Geschäft ging, um eine Satellitenantenne für seinen Fernseher zu kaufen, nahm man an, auch den Frequenzumsetzer von Mikrowelle zu normalem Fernsehkanal zu bekommen. Um den Signalverlust zu minimieren, ist es am besten, die Frequenz für den Fernseher so schnell wie möglich herunterzuschalten. Somit befindet sich der Mischer + Oszillator in der Antenne

Nicht gefragt, aber vielleicht gut zu wissen : Es gibt Materialien, die die Frequenz umwandeln. Einige fluoreszierende Materialien absorbieren Licht oder Ultraviolett. Absorption verursacht Elektronenumlauferregungen, die sich umkehren, aber nicht genau auf dasselbe kollabieren. Sie erzeugen Strahlung, die eine andere Wellenlänge hat. Die Farbe in Sicherheitswesten hat ein breites Eingangsband, aber das Ausgangsband ist schmal, was einen hohen Farbkontrast verursacht.

Vielen Dank für Ihre Vorschläge. Ich denke, ich kann Ihnen diese Frage auch stellen, gibt es Antennen, die eine bestimmte Frequenz empfangen und beim Senden in eine andere Frequenz umwandeln können? Ist das möglich?
@Rain Eine Rectenna ist genau ein Hochfrequenzmischer . Durch die Verwendung des Überlagerungsprinzips können zwei Lichtquellen mit unterschiedlicher Wellenlänge (Frequenz), die auf seine Oberfläche scheinen, ein Hochfrequenz-Differenzsignal erzeugen. Also ja, Frequenzumsetzung ist möglich.