¿Es posible controlar la frecuencia de la luz?

Generar luz es el proceso de conversión de energía. Quiero decir, ¿es posible controlar la frecuencia de la luz controlando directamente la entrada como calor, corriente ... no mediante filtros o arreglos medios? Pensé (gracias a una discusión en otros medios) que para tal técnica de control deberíamos controlar el movimiento de electrones entre los niveles de energía. Si tengo razón, ¿es posible hacer eso?

Ejemplo simple... La emisión de LED depende de la temperatura... A medida que un LED se calienta, la longitud de onda que emite cambia. He visto cambios de hasta 10 nm debido a este efecto. También hay LED de "punto cuántico", que literalmente te permiten ajustar la salida tal como lo pides (aunque nunca he usado uno...)
Necesitas "controlar" la posición de los niveles de energía, no los movimientos del electrón directamente. Pero todas las respuestas a continuación son correctas; hay muchos ejemplos.
Gracias por responder, pero los siguientes en realidad responden a la pregunta "¿Es posible cambiar la frecuencia de la luz?" Literalmente me refiero al control : durante la duración deseada, el cambio deseado en frecuencia o longitud de onda. Mi pregunta es, supongo, una pregunta de ingeniería, pero gracias de todos modos. Al menos, fueron útiles, ahora tengo una idea de qué controlar.
@Ekrem_Abi No estoy seguro de lo que quieres decir con esa aclaración. ¿Te refieres a algún tipo de sistema que toma luz de una frecuencia como entrada y emite luz a otra frecuencia?
@llama no, la frecuencia de emw es en realidad su energía, y como en la pregunta "Generar luz es el proceso de conversión de energía". Me di cuenta de que no hay forma de controlar la frecuencia de la luz controlando la energía de entrada (o, si es posible, la masa). Hice una pregunta similar en electronics.stackexchange.com/q/610706/252582 . Quizá ese sea más claro. Las respuestas a continuación son % 60 suficientes, pero simplemente no estoy satisfecho
@Ekrem_Abi bueno, hay láseres de diodo como se explica en una de las respuestas, si ajusta la corriente de entrada, esto afecta a los semiconductores de tal manera que cambia los niveles de energía de las bandas relevantes (así como otros efectos). La Figura 1 aquí resume algo de esto, pero si desea detalles, consulte los capítulos relevantes de Laser Electronics de Verdeyen laserdiodesource.com/laser-diode-tuning
Como ya han mencionado LEDs, cuerpo negro y ondas de radio. (Supongo que magnetrón también por el radio del dispositivo). Pero las ondas de luz pueden cambiar de frecuencia cuando 2 ondas que están polarizadas de manera similar se cruzan y provocan interferencias. De hecho, los científicos a menudo disparan diferentes longitudes de onda a través de objetos solo para convertirse en luz visible aparentemente de la nada.

Respuestas (7)

La radiación de cuerpo negro es una emisión de radiación electromagnética que toma un espectro característico que depende únicamente de la temperatura de un objeto. Puede estimar directamente la temperatura de un objeto caliente a partir del color de su brillo, y puede cambiar el color del brillo de un objeto cambiando su temperatura. Cuando un objeto se calienta a aproximadamente 800 K, comienza a emitir un brillo rojo opaco y, a medida que el objeto continúa calentándose, el brillo se vuelve amarillo y luego blanco azulado. Este es un ejemplo de cómo es posible controlar la frecuencia de la luz controlando la temperatura de un cuerpo negro.

Lo que está buscando es un láser de colorante sintonizable . Funciona como un transmisor de radio: un amplificador de banda ancha amplifica su propia salida que recibe a través de un resonador. En lugar de un transistor alimentado por una fuente de CC, el amplificador es una celda de colorante "bombeada" por otro láser.

De hecho, la sintonización se logra ajustando el resonador, pero eso es como un "oscilador de frecuencia variable" de radiofrecuencia.

Por lo general, se entiende por luz la parte visible del espectro electromagnético. Pero puede extenderlo: luz infrarroja, luz ultravioleta. O cualquier onda electromagnética.

En longitudes de onda visibles, a menudo se crea mediante transiciones atómicas. Los niveles de energía son en gran parte fijos. Obtienes líneas en el espectro. Sin embargo, el espín del electrón y el momento angular orbital interactúan con los campos magnéticos. Un campo magnético puede cambiar la energía del electrón y desplazar o dividir la línea.

Hay otras formas de obtener luz visible. Como se mencionó, calentar un objeto hace que emita luz.

A frecuencias más bajas, es más fácil controlar más directamente. Las ondas de radio se crean empujando cargas de un lado a otro en un cable a frecuencias de megahercios. Varíe la frecuencia de la corriente y variará la frecuencia de las ondas de radio.

Depende del rango que esté buscando: una frecuencia sintonizable en el rango de MHz-GHz se puede lograr fácilmente con láseres de diodo. En el caso más simple, la corriente aplicada y la temperatura ambiente tienen un efecto directo en la longitud de onda admitida.

Para la dependencia de la temperatura, también hay una visualización útil. Cuanto mayor sea la temperatura de su medio de ganancia, más se expande, por lo que se alarga. Esto significa que las longitudes de onda de la luz soportada por este medio también aumentan, por lo que la frecuencia disminuye.

Si tiene una rejilla para filtrar aún más la luz de salida, esto también le brinda un mayor rango ajustable ajustando la distancia entre los dos espejos enrejados. Estos elementos también se pueden usar para estabilizar la longitud de onda, lo cual es importante para una variedad de experimentos.

Los tramos más grandes son más difíciles, porque en algún momento ves que el láser salta a un modo diferente, cambiando la frecuencia media de decenas a cientos de GHz (esto no se puede controlar fácilmente).

Un láser de electrones libres se puede sintonizar directamente variando la velocidad de los electrones.

controlar el movimiento de electrones entre los niveles de energía

Un ejemplo es el "láser de campo magnético". Cambie los niveles por campo magnético y disfrute de frecuencia variable.

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

La radiación es el cuanto de campo (o portador de fuerza) para la interacción electromagnética. Su absorción hace que un electrón aumente su nivel de energía (provocando un cambio en al menos uno de los números cuánticos asociados con el electrón absorbente). El proceso inverso, la emisión, implica la producción de un fotón.

Δ mi = h C λ
dónde h es la constante de Planck C es la velocidad de la luz Δ mi = mi 2 − mi 1 y λ es la longitud de onda del fotón. El componente más complicado es determinar mi 2 seguido por mi 1 ya que estos implican resolver (o aproximar una solución a) la ecuación de Schrödinger, que está determinada por la posición de los núcleos y la composición del material de perspectiva. Dado que la posición determina estos, uno podría, en el material correcto, comprimirlo para alterar los niveles de energía (que es poco probable que se modifiquen uniformemente) dando como resultado un diferente Δ mi .

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