Posso transformar ondas de rádio em luz?


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A Wikipedia diz que a frequência da luz é de 300 THz. Eu fiz um transmissor de ondas de rádio que transmite cerca de 100 MHz.

Se eu aumentar a frequência do transmissor para 300 THz, a antena produzirá faísca ou luz?

Posso fazer este circuito praticamente o_O? Existe algum transistor ou IC que possa oscilar 300 THz? Posso encontrar uma indutância (bobina) de 0,0025 pH e capacitor de 1 pF?

Eu sei que é uma questão de ficção científica, mas por favor, não tire sarro de mim :)


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Basta executar rápido e fazer uso do efeito da mudança de azul ..
PlasmaHH

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Possível duplicata de uma pergunta que fiz sobre physics.stack-exchange #
Connor Wolf

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Eu gosto de pensar em um LED como uma bobina de 2,5fF de tamanho molecular em série com um capacitor de 1pH e um diodo. ;-)
Michael

Esta é uma pergunta muito boa.
Sempre confuso

Respostas:


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Transmissor 300THz? (a banda entre infravermelho e microondas) - com muita tecnologia e talvez como saber. Consulte http://www.rpi.edu/terahertz/about_us.html

Transistor 300THz / IC - no.

Use indutores e capacitores discretos nessas frequências? Não. Em frequências muito altas, capacitores e indutores convencionais são substituídos por outros dispositivos (consulte cavidades ressonantes)

insira a descrição da imagem aqui

Em teoria, há apenas uma diferença básica entre um 'fóton' de ondas de rádio, ondas de luz, ondas infravermelhas distantes, microondas, ondas ultravioletas, raios-x etc. e essa diferença é a energia do fóton . Essa energia pode ser calculada usando a fórmula simples:

                                       E = hf  

onde E = energia em joules, h = constante de Planck '(6,626 × 10−34 J · s) ef é a frequência do fóton.

Se você analisar os números, verá que a energia fotônica de um radiowave é milhões de vezes menor que a de um fóton de luz visível.

Os 'transmissores' emissores de luz (em dispositivos ópticos) usam elétrons saltando de um nível de energia para outro, em vez de usar um 'circuito sintonizado'. Acontece que a diferença de energia é a quantidade certa para fornecer um fóton de luz visível. Não existe 'uma tecnologia adequada para todos' que possa produzir fótons de diferentes frequências (energias) em todo o espectro. Até os dispositivos de estado sólido tornam-se mais exóticos à medida que você exige frequências cada vez mais altas e as placas de circuito começam a parecer com encanamentos complexos.

Isso pode ser feito?

Possivelmente. Novos desenvolvimentos em nanotecnologia podem muito bem produzir um único dispositivo capaz de converter a energia de fótons de ondas de rádio em TeraHertz, fótons de luz infravermelha ou visível etc. Eles já desenvolveram transmissores e receptores de nanotubos usando grafeno.

consulte http://berkeley.edu/news/media/releases/2007/10/31_NanoRadio.shtml

Infelizmente, minha bola de cristal está frita no momento, então não posso ver no futuro.


Não sou especialista, mas os lasers de elétrons livres podem ser, de alguma maneira, a coisa mais próxima de um transmissor de rádio convencional no mundo óptico, pois convencem um monte de elétrons não ligados a interagir uns com os outros de modo a ressoar nas frequências de luz (ou em qualquer lugar do microondas ao raio X, de fato).
Hbbs

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Posso fazer esse circuito praticamente o_O?
Existe algum transistor ou IC que possa oscilar 300 THz?
Posso encontrar uma indutância (bobina) de 0,0025 pH e capacitor de 1 pF?

Não exatamente, não e não. Mas esta é uma área de pesquisa ativa: A verdade sobre Terahertz .

O princípio básico do emissor de rádio LC sintonizado é a ressonância. As técnicas para produzir sinais sintonizados em alta frequência em frequências mais altas também são baseadas em ressonância, mas como a frequência é mais alta, os elementos ressonantes precisam ser muito menores. Você também precisa de algum sistema para amplificar o sinal, tendo em mente que o terahertz está acima da velocidade operacional de quase todos os transistores. Você pode sintonizar a luz de uma frequência específica usando um LASER (Amplificação de Luz por Emissão de Radiação Estimulada), que também é um processo ressonante. As frequências intermediárias podem ser produzidas por um dispositivo chamado Klystron, que fica a meio caminho entre um tubo de vácuo e um laser em sua operação.


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+1 para a boa referência. Você também pode vincular a laboratórios de pesquisa ativos. Visitei o laboratório terahertz na OSU ( "espectroscopia THz com orçamento limitado" ) e ouvi dizer que existe um laboratório terahertz na outra OSU e também um laboratório terahertz na outra, outra OSU .
davidcary

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Pode ser possível, mas não conheço dispositivos práticos que funcionam dessa maneira. Se você pesquisar termos prováveis, encontrará algum trabalho, mas mais nos moldes dos experimentos de física do que na eletrônica. Os transistores tendem a parar de amplificar a menos de 100 GHz, mesmo para transistores SiGe IC realmente bons.

No sentido inverso, existem dispositivos práticos de detecção de luz que usam um conjunto de nano-antenas. Vi alguns trabalhos na Alemanha que pareciam promissores e tenho certeza de que não são o único instituto trabalhando nisso. É mais fácil ir da luz para a CC do que da DC para a luz.


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"É mais fácil ir da luz para a DC do que da DC para a luz". Que tal uma lâmpada ligada a uma bateria? : P (ok uma piada muito fácil)
Doombot

@ Doombot- haha. Mas não com um conjunto de antenas, a menos que você tenha as antenas muito, muito quentes. ;-)
Spehro Pefhany

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Um modulador eletro-óptico faz o que eu acredito que você está perguntando. Aqui está um extrato do wiki: -

O modulador eletro-óptico (EOM) é um dispositivo óptico no qual um elemento controlado por sinal que exibe o efeito eletro-óptico é usado para modular um feixe de luz. A modulação pode ser imposta à fase, frequência, amplitude ou polarização do feixe. As larguras de banda de modulação que se estendem para a faixa de gigahertz são possíveis com o uso de moduladores controlados a laser.

Como você pode ver, AM, FM ou PM são possíveis.


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Ele quer realmente criar luz, não apenas modular a luz existente. Isso está fora do domínio da eletrônica, apesar das especificações escritas por noobs que especificam o equivalente à largura de banda 'DC-to-daylight' (e zero ruído e distorção).
Spehro Pefhany

@SpehroPefhany, bem, se você FM, recebe um pouco de "nova" luz nas bandas laterais. Mas passar de 100MHz a 300THz dessa maneira será ainda mais difícil do que dobrar totalmente. : ^)
George Herold

Os moduladores @GeorgeHerold AO são interessantes. Seria bom saber tanto quanto Phil H. sobre essas coisas. Você pode fazer coisas interessantes com interferometria de sub-comprimento de onda em loop fechado.
Spehro Pefhany

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Bem, existem cristais não lineares pelos quais você pode misturar "luz" de diferentes comprimentos de onda. Procure por OPAs (amplificadores paramétricos ópticos). Mas você tem que começar com luz ... um laser. Eu acho que, em princípio, você poderia começar com 100MHz e dobrar até 300THz, mas isso é bastante duplicado: ^) Se eu esticasse um pouco sua pergunta e perguntasse como transformar elétrons em luz ... (não em um átomo) Eu pensaria em aceleradores, onde você recebe radiação síncrotron. E no final de um feixe de elétrons, você pode construir um laser de elétrons gratuito. (Anos atrás, eu trabalhei em um FEL, não muito visível (3-10 um), mas você podia vê-lo quando ele fazia buracos nas coisas.)

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