Künztliche Erzeugung von elektromagnetisch Strahlung für sichtbares Licht möglich?

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4 Antworten

Hi, jeder Leiter hat einen induktiven Widerstand (parasitäre Induktivität) der mit der Frequenz steigt. Hohe Frequenzen jenseits der Megahertz können deshalb nicht mehr mit "normalen" Leitern betrieben werden.

Ein "nicht normaler" Leiter ist zB. ein Koaxialkabel. Der induktive und kapazitive Widerstand heben sich dabei gegenseitig auf so dass sich die Welle quasi-widerstandsfrei durch den Leiter bewegen kann.


Das kann man sich schwer vorstellen aber die Elektronen schwingen bei einer Frequenz immer fleißig hin und her. Irgendwann ist die Frequenz aber so hoch dass sie nicht mehr hinterherkommen. Sie stehen still! Ab hier spricht man von einer elektromagnetischen Welle.

Frequenzen von wenigen Megahertz können noch in metallischen Leitern festgehalten werden. Man spricht dabei von "waveguides" - "Wellenleiter". Sowas ist zB. in deinem Handy verbaut.

Irgendwann ist die Frequenz selbst dafür zu hoch. Die Welle tritt aus dem Wellenleiter in Form von Radiostrahlung aus. Jetzt kannst du mal übelregen wie man das nennt, richtig ANTENNE :-)

Also, bevor du überhaupt in den sichtbaren Bereich kommst, verlierst du deine ganze Energie schon weil sich die elektromagnetische Welle in Form von Radiostrahlung verabschiedet.


Trotzdem gibt es einen Weg elektromagnetische Wellen im sichtbaren Bereich "festzuhalten". Das ganze nennt sich nicht mehr Wellenleiter sondern.... Lichtwellenleiter (LWL) :-) Also ein ganz normales Glasfaserkabel.

Damit aber die Energie beim Übergang vom metallischen in den optischen Leiter nicht als Radiowelle entweicht, braucht es ein besonderes Material! Den Halbleiter. Der hat sowohl metallische als auch optische Eigenschaften. Es ist ein Kristall der den Strom leiten kann.

Das Bauteil welches dabei elektrischen Strom in Licht umwandelt nennt sich Laser :-) Das funktioniert allerdings ein wenig anders als einfach nur die Frequenz des Stromes zu erhöhen. Dabei braucht man gar keine Frequenz! Die Frequenz des Lichtes wird dabei zum Teil durch die Wahl des Halbleiters bestimmt. Ganz moderne und verdammt teure Laser (über 50.000€) können die Lichtfarbe beliebig wechseln.


Das wars von mir, ich hoffe das ganze hat dir geholfen.

Elektromatiker 22.10.2012, 17:57

Den letzten Absatz beleg mal bitte. Wie soll ein Laser seine Farbe beliebig ändern?

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Bujin 24.10.2012, 09:28
@Bujin

Was noch sehr interessant und aktuell ist, ist die Kaskadierung. Dabei kann man zB. aus nem Halbleiter der normalerweise 500 nm erzeugen würde, 5 x 2500 nm erzeugen!

Quantenkaskadenlaser: http://goo.gl/rjCTv

Ich bin ganz froh dass unser Professor die Inhalte seiner Vorlesungen kontinuierlich an die Entwicklung anpasst^^

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Hallo Coldnez,

sagen wir es mal so: würdest Du eine Spule und einen Kondensator haben, mit dem Du eine Frequenz erzeugen kannst, die in dem Bereich liegt, den wir sehen können, dann ja.

Daß dies mit unseren normalen Kondensatoren und Spulen nicht möglich ist, liegt an den Materialeigenschaften. Aber das hat, soweit ich das überflogen hatte, schon Bujin erklärt.

Das war eigentlich auch der Grund, warum es den Menschen so lange schwer viel, auf elektromagnetischen Wege sichtbares Licht in die Zimmer zu bringen. Daher hatte man sich halt lieber auf die Vorgänge in Atomaren Bereich verlassen, bei der (wir nennen es Verbrennung) Photonen imitieren können. Siehe Petroleumlampe.

Ich finde Deine Frage aber sehr anregend, da ich mir bisher selber darüber gar nicht so viele Gedanken gemacht hatte. Immer nach dem Motto, es ist wie es ist. Aber Forscher suchen halt immer einen Weg und solche Fragen sind der Ansporn nach besseren und effektiveren Lösungen zu suchen. Schauen wir uns den Wirkungsgrad vieler Gasentladungslampen an und vergleichen das mit Energiesparlampe oder LED Lampen, dann sind Energiesparlampen und LED Lampe reine Energieverschwender.

Theoretisch könnte man Licht per Schwingkreis erzeugen, jedoch müssten die Kapazitäten und Induktivitäten so klein sein das sie mechanisch kleiner werden als ein Atom. Damit wäre der Bau eines solchen Gerätes schon mal nicht möglich. Die Schaltungstechnik bei Hochfrequenz ist übrigens schon bei wesentlich geringeren Frequenzen für den Laien gewöhnungsbedürftig.

Bei jedem Sprung von Elektronen in der Orbitalbahn der Atome/Moleküle entsteht ein Photon. Elektronensprünge passieren ständig bei jeder Berührung, in der Luft, es sind nur so wenig, dass du die Anzahl der Photonen nicht ausreicht, so dass du sie nicht sehen kannst. Ich weiß nicht, ab wie vielen Photonen man sie als Licht sehen kann, aber dahingehend solltest du die Frage stellen.

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