Question:
Puis-je utiliser une antenne comme source lumineuse?
oneat
2011-02-12 15:20:59 UTC
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Puis-je utiliser une antenne métallique normale pour émettre de la lumière visible?

Même si je ne dirais pas que c'est nécessairement une mauvaise question, ce n'est pas un exemple idéal du genre de chose que j'aimerais voir sur le site et je suis très surpris qu'il ait obtenu autant de votes positifs.
la dimension de l'antenne doit être de l'ordre spécifiquement $ \ lambda / 4 $ de la longueur d'onde à émettre. Pour la lumière visible, il est de ~ nm. Donc, il faut une antenne à l'échelle nm pour que cela se produise théoriquement ...
Peut-être est-il également possible d'utiliser une antenne harmonique? Une antenne dont la longueur est un multiple entier de la longueur d'onde?
à une précision nanométrique? peut-être un seul cristal.
Vous pourriez le chauffer suffisamment pour qu'il émette un rayonnement de corps noir dans le spectre visible: P
Les atomes sont essentiellement des antennes pour la lumière visible.Ils peuvent recevoir des quanta de lumière pour entrer dans un état de sortie et également émettre à nouveau ces quantas en passant à l'état fondamental.
Trois réponses:
#1
+52
Robert Filter
2011-02-12 16:03:52 UTC
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Avec votre question, vous abordez l'un des domaines qui évoluent le plus rapidement à l'heure actuelle: la nanophotonique. Laissez-moi vous expliquer dans ce qui suit pourquoi c'est effectivement le cas.

Antennes dipôles

C'était Heinrich Hertz, élève de Kirchhoff et Helmholtz qui a essayé de vérifier les équations de Maxwells en générant un rayonnement électromagnétique en construisant une antenne dipôle à partir d'un circuit RLC : emerging of a dipole

C'est le terrain physique sur lequel nous devons étudier votre question pour avoir une idée si les antennes optiques sont possibles et si vous pourriez utiliser certaines de vos antennes pour créer de la lumière rouge. Regardons donc la valeur caractéristique d'une telle antenne: sa longueur.

Échelles de longueur

En gros, pour pouvoir générer un rayonnement avec le forme d'antenne, il faut imposer une onde stationnaire sur l'antenne. En supposant que la réflexion aux extrémités de l'antenne est en quelque sorte parfaite, nous constatons qu'une antenne aura une longueur d'environ $$ L \ approx \ frac \ lambda2 \,. $$

Si vous regardez le spectre électromagnétique,

EM-Spec

la lumière rouge a une longueur d'onde d'environ 600 à 700 nm, votre antenne aura $$ L \ approx 300nm $$ qui est incroyablement petit. C'est la raison pour laquelle les antennes en fréquences optiques font l'objet de recherches en cours , voir par ex. Antennes optiques résonantes par Mühlschlegel et al.

Donc, de ce point de vue, il semble très improbable qu’un profane puisse produire une antenne qui peut émettre de la lumière à des fréquences optiques.

Cordialement

En plus de mon article, j'ai expliqué comment les [nanoantennes] (http://www.problemsinelectrodynamics.com/blog/2012/controlling-light-matter-interactions-nanoantennas) peuvent être utilisées pour accéder et contrôler les systèmes quantiques, au cas où quelqu'un voudrait à lire plus loin :)
Les gars ... En fait, la transmission de données via des lasers est bien documentée ... Alors oui, ce sont aussi des "antennes".
Ne pouvez-vous pas créer une onde stationnaire sur une antenne d'une longueur égale à un nombre entier de lambda / 2?Correspondant aux états stationnaires de l'équation d'onde?
@RobertFilter Ne pouvez-vous pas à la place placer les bobines les unes après les autres et les déclencher dans le bon ordre, la synchronisation et la direction du courant pour créer des interférences magnétiques qui multiplieront la fréquence de l'onde émise au moyen de l'interférence des ondes?
#2
+23
Marek
2011-02-12 16:01:23 UTC
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Oui, si vous le chauffez :) Mais en supposant que vous vouliez l'utiliser de la manière habituelle, la réponse est non.

La couleur de la lumière dépend de sa longueur d'onde (en supposant qu'elle est monochromatique; sinon elle le sera être un mélange de ses composants). Les antennes normales ont une échelle de longueur de l'ordre du centimètre au mètre, ce qui est un peu plus long que le rayonnement micro-ondes qui est encore très en dehors du spectre visible.

Pour obtenir la lumière visible, vous avez besoin de longueurs d'onde de l'ordre de 100 nm (et spécifiquement pour la lumière rouge autour de 600 nm). Où obtenez-vous des longueurs aussi courtes? Eh bien, la lumière transporte une énergie inversement proportionnelle à sa longueur d'onde. Il s'avère que ces énergies correspondant à la lumière visible sont souvent présentes dans les énergies d'absorption / émission des atomes habituels (c'est finalement pourquoi certains objets semblent rouges). Bien sûr, cet argument devrait en fait aller à l'envers: le fait que notre œil réagisse à la lumière visible est parce que c'est le genre de rayonnement que l'on trouve autour de nous. Mais je m'éloigne du sujet.

Et comme évoqué au début, vous pouvez également obtenir un feu rouge en chauffant des objets. En effet, à une certaine température, l'énergie thermique sera juste pour produire (principalement) de la lumière rouge.

Dans tous les cas, pour produire une lumière rouge (en particulier cohérente, comme dans les lasers), vous devez utiliser le ci-dessus observation sur l'absorption et l'émission et basez votre appareil sur des semi-conducteurs, des cristaux, etc.

Ok, Marek, tu as été deux minutes plus rapide mais j'ai encore deux images;), +1 pour le chauffage. Salue :)
Pour faire une digression / pinailler davantage: les objets partiellement chauffés semblent rouges car la plupart du rayonnement est infrarouge que nous ne pouvons pas voir.
@Marcus: bon point.
Définition de l'antenne: éléments conducteurs passifs qui peuvent rayonner et capter le rayonnement électromagnétique.Maintenant, si vous donnez suffisamment de chaleur à un morceau de métal, il rayonnera en fait dans le spectre visible: P Le fait est que je ne pense pas qu'il pourrait ** recevoir ** de la lumière ...
#3
+1
Marty Green
2012-04-09 17:00:27 UTC
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N'oubliez pas que le mécanisme par lequel les atomes ordinaires émettent de la lumière visible n'est pas vraiment différent de ce que font les antennes classiques, comme je le montre dans cet article de blog. Un atome excité est dans une superposition de deux états quantiques et la superposition d'états vous donne une distribution de charge oscillante. J'utilise la formule de Larmor pour calculer le rayonnement de cette distribution de charge oscillante et j'obtiens la même puissance que celle obtenue en utilisant la règle d'or de Fermi pour calculer la probabilité d'un saut quantique entre les deux états.



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 2.0 sous laquelle il est distribué.
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