تولید نور مرئی از امواج

مدیران انجمن: parse, javad123javad

نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3266

سپاس: 5491

جنسیت:

تماس:

Re: تولید نور مرئی از امواج

پست توسط rohamavation »

داوود اقا ممنون سایت جذابی بود که از مدار rlc ساختجهت انتن دوقطبی و اینکه اما چنین آنتن فقط 1000 اتم طول دارد.اینو میدونید و م باید یک مدار الکترونیکی بسازید که بتواند الکترون ها را با فرکانس مناسب بالا و پایین کند. فرکانس نور آبی حدود 640 THz (640 مدارهای الکترونیکی فقط می توانند جریان های الکتریکی را که در بهترین حالت در صدها گیگاهرتز نوسان کنندو ، هدایت کنند. اگر سعی کنید بالاتر بروید ،مدارهای الکترونیکی کار نمی کنند زیرا خصوصیات ساختاری مواد تشکیل دهنده مدار تغییر می کند.
خوب سه مشکل داریم یکیش اندازه کوچک مورد نیاز آنتن ، دشواری در یافتن راهی برای حرکت الکترون ها با فرکانس بالا و تمایل الکترون های با فرکانس بالا برای از دست دادن انرژی خود برای گرم شدن. با استفاده از سه روش می توان تا حدی این مشکلات را کاهش داد الکترون ها را در حالت های اتمی مولکولی کوچک و محلی قفل کنید ، جایی که نمی توانند به اندازه کافی به اتم برخورد کنند و سپس نوسانات الکترون را با استفاده از این واقعیت که به طور طبیعی هنگامی که بین حالتها حرکت می کنند نوسان می کنند دوم الکترونها را از طریق خلا با سرعت بالا از مغناطیس عبور می دهند سوم آنتنهایی با مقیاس نانو درست می کننداین ها .نانو آنتن های پلاسمونیک هستند . از بین تمام دستگاه هایی که به صورت کنترل شده نور مرئی ساطع می کنند ، نانو آنتن های پلاسمونیک نزدیکترین به آنتن های رادیویی سنتی هستند. نانو آتن پلاسمونیک یک آنتن فلزی در مقیاس نانو است دقیقاً شکل گرفته و دارای تشدیدهای پلاسما در آن است (نوسانات الکترونی بهم پیوسته). از آنجا که نانو آنتن های پلاسمونیک به الکترونهایی متصل هستند که دقیقاً مانند آنتن های رادیویی سنتی بین یک نقطه در فضا و نقطه دیگر به عقب و جلو می روند ، از بین رفتن حرارتی همچنان که در فرکانس های نور مرئی کار می کنند ، یک مشکل اساسی است. به همین دلیل ، نانو آنتن های پلاسمونیک نوری هنوز عجیب آزمایشگاهی هستند و منابع عملی نور مرئی نیستند. ولی من هم یک سایت کاملتر معرفی میکنمhttps://wtamu.edu/~cbaird/sq/2015/10/02 ... 20antenna.
آخرین ویرایش توسط rohamavation یک‌شنبه ۱۴۰۰/۷/۴ - ۰۹:۱۳, ویرایش شده کلا 1 بار
تصویر

cnt

نام: ارش سی ان تی

عضویت : شنبه ۱۳۹۸/۱۰/۱۴ - ۲۰:۱۶


پست: 40

سپاس: 18

Re: تولید نور مرئی از امواج

پست توسط cnt »

بنابر این با پیشرفت علم میتوان امیدوار بود در اینده تلسکوپ های نوری نیازی به عدسی های گرانقیمت و محدود در اندازه نخواهند بود.
به نظرتون میشه با اضافه کردن مواد فلورسانس به سیم های انتقال برق با همین فرکانس معمولی نور مرئی برای مسیر های انتقال ایجادکرد .

نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3266

سپاس: 5491

جنسیت:

تماس:

Re: تولید نور مرئی از امواج

پست توسط rohamavation »

سوال جذابی بود .نور مرئی از سیم حامل جریان. .خوب اینطور بگویم .گازها هادی خوبی برای جریان الکتریکی نیستند. خوب در گازها تخلیه تابشی هست پلاسمایی هست که در اثر عبور جریان الکتریکی از طریق یک گاز ایجاد می‌شود. اغلب با اعمال ولتاژ بین دو الکترود در یک لوله شیشه ای حاوی یک گاز کم فشار ایجاد می‌شود. هنگامی که ولتاژ از مقداری به نام ولتاژ شکست تجاوز کند، یونیزاسیون گاز به خود پایدار می‌شود و لوله با یک نور رنگی می‌درخشد و رنگ به گاز مورد استفاده بستگی دارد.
در یک گاز می توانید الکترون ها و اتم ها را به عنوان ذرات ساده در نظر بگیرید. آنها برخورد می کنند و این برخورد ها با انرژی کافی اتفاق می افتد تا برخی از الکترون های اتم را به باند های انرژی بالاتر برساند. وقتی این الکترون ها به عقب می روند ، انرژی به صورت نور آزاد می شود.اگر جریان را از طریق گاز عبور دهیم ، مانند لوله تخلیه ، الکترون ها در میدان الکتریکی شتاب می گیرند. الکترونهای شتاب زده با مولکولهای گاز برخورد کرده و مقداری از انرژی خود را به آنها منتقل می کنند. بنابراین ، تولید مولکول های گاز در حالت برانگیخته. مولکول هیجان زده می تواند با انتشار مازاد انرژی خود به شکل نور ، به ما برسد. بنابراین ، می توان گازهایی را که نور از آنها عبور می کند ، ساطع کرد.
در یک فلز ، اتمها آنقدر به هم نزدیک هستند که الکترونهای خارجی آنها می توانند آزادانه به اطراف حرکت کنند. و از آنجا که الکترونها قابل تشخیص نیستند ، همه این الکترونهای خارجی با هم یک "ابر" واحد بین هسته ها تشکیل می دهند. این ابر از آنجا که به یک اتم گره خورده نیست ، به راحتی می تواند در اطراف حرکت کند. به همین دلیل فلزات بسیار رسانا هستند.
با این حال ، این بدان معنی است که جریان الکتریکی در یک فلز فقط ابر در حال حرکت است. هیچ برخوردی وجود ندارد که الکترونها را به باندهای بالاتر برساند ، بنابراین تابش تابشی وجود ندارد.
لذا فقط در نیمه هادی ها این اتفاق صورت میگیرد .و ما چنین چیزی در فلزات رسانا نداریم .اما ماده ای که واکنش نشان بدهد در برابر میدان حاصل در سیم حامل جریان الکتریکی .خوب این میدان بستگی به فاصله از سیم و جریان عبوری دارد لذا چطور ماده ای پیدا کنید که در این نوسانات تابش کند .

𝐼𝓉 𝓌𝒶𝓈 𝒶𝓃 𝒾𝓃𝓉𝑒𝓇𝑒𝓈𝓉𝒾𝓃𝑔 𝓆𝓊𝑒𝓈𝓉𝒾𝑜𝓃. 𝒱𝒾𝓈𝒾𝒷𝓁𝑒 𝓁𝒾𝑔𝒽𝓉 𝒻𝓇𝑜𝓂 𝓉𝒽𝑒 𝒸𝓊𝓇𝓇𝑒𝓃𝓉-𝒸𝒶𝓇𝓇𝓎𝒾𝓃𝑔 𝓌𝒾𝓇𝑒. 𝒲𝑒𝓁𝓁, 𝓈𝑜 𝓉𝑜 𝓈𝓅𝑒𝒶𝓀 .𝒢𝒶𝓈𝑒𝓈 𝒶𝓇𝑒 𝓃𝑜𝓉 𝑔𝑜𝑜𝒹 𝒸𝑜𝓃𝒹𝓊𝒸𝓉𝑜𝓇𝓈 𝑜𝒻 𝑒𝓁𝑒𝒸𝓉𝓇𝒾𝒸𝒾𝓉𝓎. 𝒯𝒽𝑒𝓇𝑒 𝒾𝓈 𝑔𝑜𝑜𝒹 𝓇𝒶𝒹𝒾𝒶𝓃𝓉 𝒹𝒾𝓈𝒸𝒽𝒶𝓇𝑔𝑒 𝒾𝓃 𝑔𝒶𝓈𝑒𝓈. 𝒯𝒽𝑒 𝓅𝒶𝓈𝓈𝒶𝑔𝑒 𝑜𝒻 𝑒𝓁𝑒𝒸𝓉𝓇𝒾𝒸 𝒸𝓊𝓇𝓇𝑒𝓃𝓉 𝓉𝒽𝓇𝑜𝓊𝑔𝒽 𝒶 𝑔𝒶𝓈 𝒾𝓈 𝒸𝓇𝑒𝒶𝓉𝑒𝒹. 𝐼𝓉 𝒾𝓈 𝑜𝒻𝓉𝑒𝓃 𝒸𝓇𝑒𝒶𝓉𝑒𝒹 𝒷𝓎 𝒶𝓅𝓅𝓁𝓎𝒾𝓃𝑔 𝓋𝑜𝓁𝓉𝒶𝑔𝑒 𝒷𝑒𝓉𝓌𝑒𝑒𝓃 𝓉𝓌𝑜 𝑒𝓁𝑒𝒸𝓉𝓇𝑜𝒹𝑒𝓈 𝒾𝓃 𝒶 𝑔𝓁𝒶𝓈𝓈 𝓉𝓊𝒷𝑒 𝒸𝑜𝓃𝓉𝒶𝒾𝓃𝒾𝓃𝑔 𝒶 𝓁𝑜𝓌-𝓅𝓇𝑒𝓈𝓈𝓊𝓇𝑒 𝑔𝒶𝓈. 𝒲𝒽𝑒𝓃 𝓉𝒽𝑒 𝓋𝑜𝓁𝓉𝒶𝑔𝑒 𝑒𝓍𝒸𝑒𝑒𝒹𝓈 𝒶 𝓋𝒶𝓁𝓊𝑒 𝒸𝒶𝓁𝓁𝑒𝒹 𝓉𝒽𝑒 𝒷𝓇𝑒𝒶𝓀𝒹𝑜𝓌𝓃 𝓋𝑜𝓁𝓉𝒶𝑔𝑒, 𝓉𝒽𝑒 𝒾𝑜𝓃𝒾𝓏𝒶𝓉𝒾𝑜𝓃 𝑜𝒻 𝓉𝒽𝑒 𝑔𝒶𝓈 𝒷𝑒𝒸𝑜𝓂𝑒𝓈 𝓈𝓉𝒶𝒷𝓁𝑒 𝒶𝓃𝒹 𝓉𝒽𝑒 𝓉𝓊𝒷𝑒 𝑔𝓁𝑜𝓌𝓈 𝓌𝒾𝓉𝒽 𝒶 𝒸𝑜𝓁𝑜𝓇𝑒𝒹 𝓁𝒾𝑔𝒽𝓉, 𝒶𝓃𝒹 𝓉𝒽𝑒 𝒸𝑜𝓁𝑜𝓇 𝒹𝑒𝓅𝑒𝓃𝒹𝓈 𝑜𝓃 𝓉𝒽𝑒 𝑔𝒶𝓈 𝓊𝓈𝑒𝒹.
𝐼𝓃 𝒶 𝑔𝒶𝓈, 𝓎𝑜𝓊 𝒸𝒶𝓃 𝓉𝒽𝒾𝓃𝓀 𝑜𝒻 𝑒𝓁𝑒𝒸𝓉𝓇𝑜𝓃𝓈 𝒶𝓃𝒹 𝒶𝓉𝑜𝓂𝓈 𝒶𝓈 𝓈𝒾𝓂𝓅𝓁𝑒 𝓅𝒶𝓇𝓉𝒾𝒸𝓁𝑒𝓈. 𝒯𝒽𝑒𝓎 𝒸𝑜𝓁𝓁𝒾𝒹𝑒, 𝒶𝓃𝒹 𝓉𝒽𝑒𝓈𝑒 𝒸𝑜𝓁𝓁𝒾𝓈𝒾𝑜𝓃𝓈 𝑜𝒸𝒸𝓊𝓇 𝓌𝒾𝓉𝒽 𝑒𝓃𝑜𝓊𝑔𝒽 𝑒𝓃𝑒𝓇𝑔𝓎 𝓉𝑜 𝓅𝓊𝓈𝒽 𝓈𝑜𝓂𝑒 𝑜𝒻 𝓉𝒽𝑒 𝒶𝓉𝑜𝓂'𝓈 𝑒𝓁𝑒𝒸𝓉𝓇𝑜𝓃𝓈 𝓉𝑜 𝒽𝒾𝑔𝒽𝑒𝓇 𝑒𝓃𝑒𝓇𝑔𝓎 𝒷𝒶𝓃𝒹𝓈. 𝒲𝒽𝑒𝓃 𝓉𝒽𝑒𝓈𝑒 𝑒𝓁𝑒𝒸𝓉𝓇𝑜𝓃𝓈 𝑔𝑜 𝒷𝒶𝒸𝓀, 𝑒𝓃𝑒𝓇𝑔𝓎 𝒾𝓈 𝓇𝑒𝓁𝑒𝒶𝓈𝑒𝒹 𝒾𝓃 𝓉𝒽𝑒 𝒻𝑜𝓇𝓂 𝑜𝒻 𝓁𝒾𝑔𝒽𝓉. 𝐼𝒻 𝓌𝑒 𝓅𝒶𝓈𝓈 𝒸𝓊𝓇𝓇𝑒𝓃𝓉 𝓉𝒽𝓇𝑜𝓊𝑔𝒽 𝒶 𝑔𝒶𝓈, 𝓁𝒾𝓀𝑒 𝒶 𝒹𝒾𝓈𝒸𝒽𝒶𝓇𝑔𝑒 𝓉𝓊𝒷𝑒, 𝓉𝒽𝑒 𝑒𝓁𝑒𝒸𝓉𝓇𝑜𝓃𝓈 𝒶𝒸𝒸𝑒𝓁𝑒𝓇𝒶𝓉𝑒 𝒾𝓃 𝒶𝓃 𝑒𝓁𝑒𝒸𝓉𝓇𝒾𝒸 𝒻𝒾𝑒𝓁𝒹. 𝒜𝒸𝒸𝑒𝓁𝑒𝓇𝒶𝓉𝑒𝒹 𝑒𝓁𝑒𝒸𝓉𝓇𝑜𝓃𝓈 𝒸𝑜𝓁𝓁𝒾𝒹𝑒 𝓌𝒾𝓉𝒽 𝑔𝒶𝓈 𝓂𝑜𝓁𝑒𝒸𝓊𝓁𝑒𝓈 𝒶𝓃𝒹 𝓉𝓇𝒶𝓃𝓈𝒻𝑒𝓇 𝓈𝑜𝓂𝑒 𝑜𝒻 𝓉𝒽𝑒𝒾𝓇 𝑒𝓃𝑒𝓇𝑔𝓎 𝓉𝑜 𝓉𝒽𝑒𝓂. 𝒯𝒽𝓊𝓈, 𝓉𝒽𝑒 𝓅𝓇𝑜𝒹𝓊𝒸𝓉𝒾𝑜𝓃 𝑜𝒻 𝑔𝒶𝓈 𝓂𝑜𝓁𝑒𝒸𝓊𝓁𝑒𝓈 𝒾𝓃 𝓉𝒽𝑒 𝑒𝓍𝒸𝒾𝓉𝑒𝒹 𝓈𝓉𝒶𝓉𝑒. 𝒯𝒽𝑒 𝑒𝓍𝒸𝒾𝓉𝑒𝒹 𝓂𝑜𝓁𝑒𝒸𝓊𝓁𝑒 𝒸𝒶𝓃 𝓇𝑒𝒶𝒸𝒽 𝓊𝓈 𝒷𝓎 𝑒𝓂𝒾𝓉𝓉𝒾𝓃𝑔 𝒾𝓉𝓈 𝑒𝓍𝒸𝑒𝓈𝓈 𝑒𝓃𝑒𝓇𝑔𝓎 𝒾𝓃 𝓉𝒽𝑒 𝒻𝑜𝓇𝓂 𝑜𝒻 𝓁𝒾𝑔𝒽𝓉. 𝒯𝒽𝑒𝓇𝑒𝒻𝑜𝓇𝑒, 𝓉𝒽𝑒 𝑔𝒶𝓈𝑒𝓈 𝓉𝒽𝓇𝑜𝓊𝑔𝒽 𝓌𝒽𝒾𝒸𝒽 𝓁𝒾𝑔𝒽𝓉 𝓅𝒶𝓈𝓈𝑒𝓈 𝒸𝒶𝓃 𝒷𝑒 𝑒𝓂𝒾𝓉𝓉𝑒𝒹.
𝐼𝓃 𝒶 𝓂𝑒𝓉𝒶𝓁, 𝒶𝓉𝑜𝓂𝓈 𝒶𝓇𝑒 𝓈𝑜 𝒸𝓁𝑜𝓈𝑒 𝓉𝑜𝑔𝑒𝓉𝒽𝑒𝓇 𝓉𝒽𝒶𝓉 𝓉𝒽𝑒𝒾𝓇 𝑒𝓍𝓉𝑒𝓇𝓃𝒶𝓁 𝑒𝓁𝑒𝒸𝓉𝓇𝑜𝓃𝓈 𝒸𝒶𝓃 𝓂𝑜𝓋𝑒 𝒻𝓇𝑒𝑒𝓁𝓎 𝒶𝓇𝑜𝓊𝓃𝒹. 𝒜𝓃𝒹 𝓈𝒾𝓃𝒸𝑒 𝑒𝓁𝑒𝒸𝓉𝓇𝑜𝓃𝓈 𝒶𝓇𝑒 𝒾𝓃𝒹𝒾𝓈𝓉𝒾𝓃𝑔𝓊𝒾𝓈𝒽𝒶𝒷𝓁𝑒, 𝒶𝓁𝓁 𝑜𝒻 𝓉𝒽𝑒𝓈𝑒 𝑒𝓍𝓉𝑒𝓇𝓃𝒶𝓁 𝑒𝓁𝑒𝒸𝓉𝓇𝑜𝓃𝓈 𝓉𝑜𝑔𝑒𝓉𝒽𝑒𝓇 𝒻𝑜𝓇𝓂 𝒶 𝓈𝒾𝓃𝑔𝓁𝑒 "𝒸𝓁𝑜𝓊𝒹" 𝒷𝑒𝓉𝓌𝑒𝑒𝓃 𝓉𝒽𝑒 𝓃𝓊𝒸𝓁𝑒𝒾. 𝒯𝒽𝒾𝓈 𝒸𝓁𝑜𝓊𝒹 𝒸𝒶𝓃 𝑒𝒶𝓈𝒾𝓁𝓎 𝓂𝑜𝓋𝑒 𝒶𝓇𝑜𝓊𝓃𝒹 𝒷𝑒𝒸𝒶𝓊𝓈𝑒 𝒾𝓉 𝒾𝓈 𝓃𝑜𝓉 𝓉𝒾𝑒𝒹 𝓉𝑜 𝒶𝓃 𝒶𝓉𝑜𝓂. 𝒯𝒽𝒶𝓉 𝒾𝓈 𝓌𝒽𝓎 𝓂𝑒𝓉𝒶𝓁𝓈 𝒶𝓇𝑒 𝓈𝑜 𝒸𝑜𝓃𝒹𝓊𝒸𝓉𝒾𝓋𝑒.
𝐻𝑜𝓌𝑒𝓋𝑒𝓇, 𝓉𝒽𝒾𝓈 𝓂𝑒𝒶𝓃𝓈 𝓉𝒽𝒶𝓉 𝓉𝒽𝑒 𝑒𝓁𝑒𝒸𝓉𝓇𝒾𝒸 𝒸𝓊𝓇𝓇𝑒𝓃𝓉 𝒾𝓃 𝒶 𝓂𝑒𝓉𝒶𝓁 𝒾𝓈 𝒿𝓊𝓈𝓉 𝓂𝑜𝓋𝒾𝓃𝑔 𝒾𝓃 𝓉𝒽𝑒 𝒸𝓁𝑜𝓊𝒹. 𝒯𝒽𝑒𝓇𝑒 𝒾𝓈 𝓃𝑜 𝒸𝑜𝓁𝓁𝒾𝓈𝒾𝑜𝓃 𝓉𝑜 𝒷𝓇𝒾𝓃𝑔 𝓉𝒽𝑒 𝑒𝓁𝑒𝒸𝓉𝓇𝑜𝓃𝓈 𝓉𝑜 𝒽𝒾𝑔𝒽𝑒𝓇 𝒷𝒶𝓃𝒹𝓈, 𝓈𝑜 𝓉𝒽𝑒𝓇𝑒 𝒾𝓈 𝓃𝑜 𝓇𝒶𝒹𝒾𝒶𝓉𝒾𝑜𝓃.
𝒯𝒽𝑒𝓇𝑒𝒻𝑜𝓇𝑒, 𝓉𝒽𝒾𝓈 𝑜𝓃𝓁𝓎 𝒽𝒶𝓅𝓅𝑒𝓃𝓈 𝒾𝓃 𝓈𝑒𝓂𝒾𝒸𝑜𝓃𝒹𝓊𝒸𝓉𝑜𝓇𝓈. 𝒜𝓃𝒹 𝓌𝑒 𝒹𝑜 𝓃𝑜𝓉 𝒽𝒶𝓋𝑒 𝓈𝓊𝒸𝒽 𝒶 𝓉𝒽𝒾𝓃𝑔 𝒾𝓃 𝒸𝑜𝓃𝒹𝓊𝒸𝓉𝒾𝓋𝑒 𝓂𝑒𝓉𝒶𝓁𝓈. 𝐵𝓊𝓉 𝓉𝒽𝑒 𝓂𝒶𝓉𝑒𝓇𝒾𝒶𝓁 𝓉𝒽𝒶𝓉 𝓇𝑒𝒶𝒸𝓉𝓈 𝒶𝑔𝒶𝒾𝓃𝓈𝓉 𝓉𝒽𝑒 𝓇𝑒𝓈𝓊𝓁𝓉𝒾𝓃𝑔 𝒻𝒾𝑒𝓁𝒹 𝒾𝓃 𝓉𝒽𝑒 𝓌𝒾𝓇𝑒 𝒸𝒶𝓇𝓇𝓎𝒾𝓃𝑔 𝓉𝒽𝑒 𝑒𝓁𝑒𝒸𝓉𝓇𝒾𝒸 𝒸𝓊𝓇𝓇𝑒𝓃𝓉. 𝐻𝑜𝓌 𝓉𝑜 𝒻𝒾𝓃𝒹 𝒶 𝓈𝓊𝒷𝓈𝓉𝒶𝓃𝒸𝑒 𝓉𝒽𝒶𝓉 𝓇𝒶𝒹𝒾𝒶𝓉𝑒𝓈 𝒾𝓃 𝓉𝒽𝑒𝓈𝑒 𝑜𝓈𝒸𝒾𝓁𝓁𝒶𝓉𝒾𝑜𝓃𝓈.
تصویر

نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3266

سپاس: 5491

جنسیت:

تماس:

Re: تولید نور مرئی از امواج

پست توسط rohamavation »

.سیم اطراف خودش میدان الکترومغناطیس تولید میکند .اما در حوزه نور مرئی نیست. طبق .قوانین ماکسول فارادی خطوط میدان مغناطیسی سیم حامل جریان را احاطه می‌کنند.$\text{B}=\frac{\mu _{\text{o}}\text{I}}{4\pi}\int \frac{\text{d}\mathscr{\text{l}}\times \hat{\text{r}}}{\text{r}^{2}}$
جریان های الکتریکی امواج الکترومغناطیسی هستند ، دقیقاً مانند نور. تنها تفاوت در فرکانس هست.. جریان ها از طریق هادی ها در نوسانات بسیار کم انتشار می یابند در حالی که نور در فرکانس بالا در فضا پخش می شود.به فرم ریاضی میدان الکتریکی و مغناطیس دقت کنید $\large \oint_{C} B.dl = \mu_{0} \int_{S} J.dS + \mu_{0}\varepsilon_{0} \frac{\text{d}}{\text{d}t} \int_{S} E.dS$
تصویر
واضح است که آنتن ها چیزی جز وسیله ای برای تابش انرژی الکتریکی از طریق امواج الکترومغناطیسی نیستند.(نور مرئی یک اکتاو کامل از 380 تا 740 نانومتر یا 430-770 THz را اشغال می کند). این معادل مشکلاتی است که طراحان RF پهن باند با آن روبرو هستند ، اما RF پهن باند به ندرت حتی 5 درصد از فرکانس حامل را پوشش می دهد.آنتن ها را می توان به عنوان منبع نوری در نظر گرفت ، اما به گونه ای دیگر ساطع می شود. اگر آنتن RF معمولی را در نظر دارید ، این نورها نور مرئی را که اطلاعات را حمل می کند ، تابش نمی کنند ، زیرا فرکانس نور بسیار بالاتر از فرکانس تشدید آنتن است. یک آنتن RF معمولی (3 کیلوهرتز و 300 گیگاهرتز) به دلیل این عدم تطابق اندازه ، بسیار بزرگ است تا نتواند نور مرئی (430-770 THz) را به طور مitثر منتشر کند. اما با برخی آنتن ها مانند نانو آنتن های پلاسمونی امکان پذیر است. از بین چندین دستگاهی که نور مرئی را به صورت کنترل شده ساطع می کنند ، نانو آنتن های پلاسمونی نزدیک ترین آنتن های رادیویی سنتی هستند.
آنتن ساخته شده از نانولوله های کربنی می تواند نور مرئی را ضبط کند ، همانطور که آنتن های رادیویی امواج رادیویی را می گیرند. سیگنال های رادیویی و تلویزیونی با استفاده از آنتن هایی به اندازه طول موج تابش پخش می شوند.مقیاس های طول
به طور کلی ، برای ایجاد تابش با آنتن های ذکر شده ، باید یک موج ایستاده را روی آنتن تحمیل کنید. با فرض اینکه بازتاب انتهای آنتن به نحوی کامل است ، متوجه می شویم که طول آنتن تقریباً $L \approx \frac\lambda2\,.$اگر به طیف الکترومغناطیسی نگاه کنید ،
طول موج نور قرمز حدود 600 تا 700 نانومتر است ، آنتن شما خواهد داشت$L\approx 300nm$300 نانومتر
که فوق العاده کوچک است به همین دلیل است که آنتن های فرکانس نوری تحت تحقیقات فعلی هستند ،
بله ، آنتن های رادیویی می توانند نور مرئی را منتشر کنند ، اما احتمالاً نه آنطور که شما فکر می کنید. اگر انرژی کافی را به آنتن رادیویی پمپ کنید ، می توانید آن را گرم کنید تا زمانی که تابش کند و نور مرئی از طریق تابش حرارتی منتشر شود. ... لیزر کاربردی ترین معادل نور مرئی آنتن رادیویی است.
بله ، آنتن های رادیویی می توانند نور مرئی را منتشر کنند ، اما احتمالاً نه آنطور که شما فکر می کنید. اگر انرژی کافی را به آنتن رادیویی منتقل کنید ، می توانید آن را گرم کنید تا زمانی که تابیده شود و از طریق فرایند تابش حرارتی نور مرئی منتشر کند. با این حال ، یک آنتن رادیویی معمولی نمی تواند نور مرئی را که اطلاعات را حمل می کند ، مانند آنچه در امواج رادیویی انجام می دهد ، منتشر کند. با این حال ، دستگاه های دیگری وجود دارند که می توانند این کار را انجام دهند.
همانطور که ممکن است آموخته باشید ، امواج الکترومغناطیسی در فرکانس های مختلفی وجود دارند ، از رادیو ، مادون قرمز ، مرئی و فرابنفش گرفته تا اشعه ایکس و اشعه گاما. چراغ قرمز ساطع شده توسط یک چوب درخشان اساساً همان موج رادیویی است که توسط روتر Wi-Fi شما ساطع می شود. هر دو امواج الکترومغناطیسی هستند. نور قرمز فقط فرکانس بسیار بالاتری نسبت به موج رادیویی دارد (فرکانس معیاری از تعداد چرخه های موج در هر ثانیه است). از آنجا که آنها اساساً یکسان هستند ، می توانید وسوسه شوید که نتیجه بگیرید که می توانید از یک آنتن رادیویی استفاده کنید تا با مشاهده فرکانس مداری که آنتن را هدایت می کند ، نور مرئی کنترل شده را منتشر کند. در حالی که این امر در نگاه اول منطقی به نظر می رسد ، واقعیت خواص مواد آنتن ها مانع می شود. یک آنتن رادیویی با استفاده از مدارهای الکتریکی الکترونها را به بالا و پایین آنتن فشار می دهد و باعث می شود میدانهای الکتریکی الکترونها نیز بالا و پایین حرکت کنند. این میدانهای الکتریکی در حال نوسان به عنوان امواج رادیویی الکترومغناطیسی دور می شوند. فرکانس موج رادیویی برابر با فرکانسی است که در آن الکترونها را به بالا و پایین آنتن فشار می دهید.
یک آنتن رادیویی روتر Wi-Fi معمولی امواج رادیویی را منتشر می کند که دارای فرکانس 2.4 گیگاهرتز (2.4 میلیارد سیکل در ثانیه) هستند که برابر با طول موج 12.5 سانتی متر است. به طور کلی ، یک آنتن رادیویی وقتی موجهایی را تولید می کند که طول آن برابر طول موج موج رادیویی یا نیم یا یک چهارم طول موج باشد. بنابراین نباید تعجب آور باشد که طول آنتن های روتر Wi-Fi شما حدود 12.5 سانتی متر است. در مقابل ، طول موج نور آبی حدود 470 نانومتر است. برای اینکه بتوانید ایده ای به دست آورید ، این سلول صد برابر کوچکتر از کوچکترین سلول بدن شما است. نور آبی دارای طول موجی است که حدود 300000 برابر کوچکتر از موج رادیویی Wi-Fi است. یک آنتن رادیویی با اندازه معمولی به سادگی بیش از حد بزرگ است که به دلیل این ناهماهنگی اندازه ، نتواند نور مرئی را به طور مitثر منتشر کند ، حتی اگر بتوانیم بر مشکلات مادی غلبه کنیم. ممکن است فکر کنید ما می توانیم اندازه آنتن را برای مطابقت با طول موج نور مرئی کوچک کنیم ، اما چنین آنتن ای فقط باید 1000 اتم طول داشته باشد. ساخت چنین آنتن کوچکی دشوار است ، اما غیر ممکن نیست. همانطور که در پایان این مقاله بحث خواهم کرد ، زمینه های نوظهور نانو آنتن های پلاسمونی این کار را انجام می دهد. حتی اگر آنتن کوچکی را با موفقیت بسازید ، باز هم باید یک مدار الکترونیکی بسازید که بتواند الکترونها را با فرکانس مناسب آنتن را بالا و پایین کند. فرکانس نور آبی حدود 640 THz (640 تریلیون چرخه در ثانیه) است. مدارهای الکترونیکی فقط می توانند جریانهای الکتریکی را که در بهترین حالت در صدها گیگاهرتز نوسان می کنند (صدها میلیارد سیکل در ثانیه) هدایت کنند. اگر سعی می کنید بالاتر بروید ، مدارهای الکترونیکی از کار می افتند زیرا خواص مواد اجزای مدار تغییر می کند.
حتی اگر بتوانید آنتن رادیویی بسازید که به اندازه کافی کوچک باشد و با طول موج نور آبی مطابقت داشته باشد و بتوانید دستگاهی ایجاد کنید که بتواند الکترونها را در فرکانس نور آبی هدایت کند ، باز هم یک مشکل عمده وجود دارد: ساختار اتمی مواد آنتن برای نوسانات الکترونی با طول موج بزرگ ، مواد آنتن یکنواخت به نظر می رسند و مقاومت قابل توجهی ندارند. در مقابل ، برای نوسانات در مقیاس نانو ، الکترونها بیشتر به اتم ها برخورد کرده و قبل از اینکه فرصتی برای ساطع شدن انرژی خود به عنوان نور داشته باشند ، به اتم ها برخورد کرده و انرژی خود را از دست می دهند. حرکت منظم الکترونها به سرعت به حرکت نامنظم اتمها منتقل می شود. از نظر کلان ، ما می گوییم که وقتی فرکانس بسیار زیاد است ، بیشتر انرژی الکتریکی قبل از اینکه فرصتی برای انتشار به عنوان نور داشته باشد ، به گرمای تلف شده تبدیل می شود.
سه مانع اصلی عبارتند از: اندازه کوچک مورد نیاز برای آنتن ، مشکل در یافتن راهی برای هدایت الکترونها با فرکانس بالا و تمایل الکترونهای فرکانس بالا برای از دست دادن انرژی خود در برابر گرما. این موانع را می توان با استفاده از سه رویکرد مختلف تا حدودی برطرف کرد: (1) الکترونها را در حالتهای کوچک و موضعی اتمی/مولکولی قفل کرده و در آنجا آنها نمی توانند زیاد به اتمها برخورد کنند و سپس نوسانات الکترون را با استفاده از این واقعیت که به طور طبیعی هنگامی که بین حالتها گذار می کنند ، نوسان می کنند ، (2) الکترونها را از طریق خلا با سرعت بالا از آهن ربا عبور می دهند ، و (3) آنتن هایی با مقیاس نانو ، دقیق شکل می دهند و با استفاده از نور برخورد ، نوسانات الکترون را هدایت می کنند.
روش اول دقیقاً نحوه عملکرد لیزر سنتی است. مواد در جایی انتخاب می شوند که الکترون های خاصی در u قفل شده اند
آیا می توان از یک اسیلاتور LC برای تولید نور مرئی استفاده کرد؟نوسانگر LC بیشتر برای تولید امواج رادیویی برای استفاده عملی استفاده می شود و فرکانس ω نوسانگر LC برابر با موج الکترومغناطیسی تولید شده است. بنابراین ، آیا در اصل می توان از آنها برای انتشار نور مرئی استفاده کرد؟
فرکانس نور مرئی چند صد تراهرتز است و فرکانس نوسان ساز LC $\omega = \frac{1}{\sqrt{LC}}$
.I hope I help you understand the question. Roham Hesami smile072 smile261 smile260 رهام حسامی ترم پنجم مهندسی هوافضا
تصویر

ارسال پست