Электролюменисценция

Автор
Сообщение
Nimnull
#47362 2022-04-19 22:12 GMT

Добрый вечер! Есть такое явление электролюменисценция. Сейчас оно почти не используется. По физике данного явления информации почти никакой. Так пишут что то: атомы люминофора переходят в возбужденное состояние под действием переменного электрического поля. А подробности: откуда джоули берутся чтоб потом возбуждать…? Специалисты, знакомы с явление. Расскажите в подробностях.

Очепятка
#47368 2022-04-20 17:09 GMT

Написала Вам, шикарный пост а форум как всегда не сохранил. Так вот все просто. Электролюминисценция — это любое проявления свячение под деййствием электричества. Элеектричество можно разделить на 2 составляющие электрический ток и электрическое поле.

Что такое люминисценция? «Это другое название для света. А как известно свет это электромагнитная волна, т.е колебания электронов и протонов.

Так вот люминисценцией принято называть сосбтвенные колебания атомов. Вы наверно слышали про полосатый спектр водорода.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Спектральные_серии_водорода

Так вот это собственные колебания водорода возникшие при подведении к нему энергии. Такое можно получить разными способами. Самый простой это взять пламе горелки и направить его на атомы водорода. Или на соли металов.

Вы сможете наблюдать люминисценцию солей.

 

Но данный эксперемент обладает рядом недостатков. Это загрезнение спектра испытуемого вещества спектром от рабочих газов горелки.

Данный метод усовершенстовали. Заменив подвод тепла на электроискровой поджиг. Взяли лампу откачали воздух и поднесли электро дугу. После того как дугу сняли вещество продолжало светится. Это и было названо электролюминисценцией.

 

В последсвие данный метод доработали. Убрав ток получили ртутные лампы. Где поры светятся под действием электрического поля. Поле срывает с атомом ртути электроны они ударяются о соседние молекулы и раскачивают их.  Энергия подводится от розетки через поле передается рабочему телу.

Так вот различаюют два типа свечение. Тепловое и люминисцентное.

Так вот тепловое колебания это колебания атомов. А вот люминисценция это колебания не свободных электронов. Они сидят в своих в квантовых ямах. И там колеблются.

Следующее развитие электролюминсценции стало создание нужных ям. Ямы это всем хорошо известные дырки в полу проводниках.

Тут энергию подводят уже током.

 

 

 

 

 

Очепятка
#47369 2022-04-20 18:02 GMT

Вот электроны бегут по одному веществу. Как только они доходят до другого вещества они не успевают перестроятся и врезаются в него.  Поэтому N полу проводник греется сильнее. Но все таки слабже чем газовый лазер. Так как в твердом веществе распространению тепловых колебаний мешают соседние атомы. 

Так вот свободные электроны врезаясь в кристалическую решотку отскакивают и под напором из вне продолжают свой путь. Это движение благодоря силе Кулона передается  несвободным электронам. Но силы  Леонардо-Джонсена не дают выпрыгнуть из ямы. Поэтому несвободный электрон колеблятся. Т.е.  светятся.  Если сильно раскачать, то несвободный электрон может выскачить из ямы. Под действием тепла в полупроводниках растёт проводимость(падает сопротивление).

Чем шире яму тем больше частота у несвободных электронов. Подбирая пары веществ и создавая дислокации смещения атомных слоев регулируют ширину ямы. 

А вообще все вещества обладают электролюминисценцией. И эта энергия связана с энергий ионизации — энергия выхода электрона из ямы. 

А пара веществ создают среднюю яму. Энергию складываем и делим на два. 

 

Nimnull
#47370 2022-04-21 07:48 GMT

Так при электролюменисценции ток не течет, а полем пусть переменным много энерго энергии не передашь.

Anderis
#47371 2022-04-21 07:51 GMT
#47369 Очепятка :

Вот электроны бегут по одному веществу.

Электроны НИКУДА не бегут....

«Целкни кобылу в нос — она взмахнет хвостом.»

«Зри в корень»  К.Прутков С 

Я умею читать мысли других, но только тогда, когда они у них есть

 

Очепятка
#47379 2022-04-21 16:25 GMT
#47371 Anderis :
#47369 Очепятка :

Вот электроны бегут по одному веществу.

Электроны НИКУДА не бегут....

Понятие электрон определили как частица заряда. В последствии установили что электрон частица и имеет массу и он движется!

Оптыт по электроостатической индукции показали что заряды перераспределяются.

В капелярной электрофорбной машине электроны капают!

 

Русскне ученые Л. И. Мандельштам и Н. Д. Папaлекси еще в 1912 r. поставили интересный опыт. Было взято металлическое кольцо (фиr. 2), вблизи котоpoгo против середины помещена маленькая маrнитная стрелка. Стрелка устанавливалась в направ лении север-юr.

Кольцо под действием посторонней силы приводилось в быстрое вращение и затем резко останавливалось. 
В момент остановки кольца маrнитная стрелка поворачивалась  и располаrалась вдоль оси кольца, но через некоторое время вновь принимала свое прежнее направление. Объяснить этот опыт можно так. При вращении кольца свободные электроны вместе с атомами металла приходят в движение. Резкое торможение приводит к остановке атомов металла, но свободные электроны некоторое время по инерции будут продолжать двиrаться. В кольце на короткое время возникает электрический ток, который создает маrнитное поле, действующее на магнитную стрелку. 
Этот опыт показывает, что в металлах имеются свободные электроны. 

 

И скорость у электронов несколько см/с. А вот напряжение передаётся со скоростью света.

В дымовой камере вильсона при подачи высокого напряжения мы можем наблюдать треки электронов сорвавшихся с лам-подстветки или проводов.

В 2-х щелевом опыте мы наблюдаеле волны вероятности и пришли к выводу что электроны это окрпускулы, т.е частицы обладающий формой и размерами.

 

Так что по совокупности эксперементво мы знаем что электроны движутся.

Очепятка
#47381 2022-04-21 16:43 GMT
#47370 Nimnull :

Так при электролюменисценции ток не течет, а полем пусть переменным много энерго энергии не передашь.

Ток течет везде и по всюду даже в диэлектриках см фиг. 18, только маленький. У нас на переменном поле работает вся электротехника. У вас в розетке течет переменно 220 В. И нормально так передаются КВт в чайнике. МВт для завода или ЦОД. А ГВт у нас перебрасывают из одной части смтраны в другую для экономии электроэнергии.  Сопротивление у проводов падает с ростом частоты см Рис 5… И вот что-бы поле не терялось по дороге провода покрывают изоляций из диэлектрика. Это еще Кельвин, Вольт обертывал железки в дорогие шёлковые ленты пропитанные смолой! Как ты думаешь он тратил свои деньги в пустую?  Поэтому все современные провода в изоляции. Поэтому лампы делают из диэлектрика(стекла) а металические электроды ставять во внутрь. Что-бы не терять энергию.

 

Рис 5. https://ru.wikipedia.org/wiki/Диэлектрическая_проницаемость

 

Во-вторых электромагнитные волны они распростроняются в прострнстве согласно принципу Гюйгинса концентрическими сферами. А следовательно по закону Кулона их энергия падает как вадрат.  Т.е очень сильно, так сильно что используют логарефмическую шкалу и дБ. Но наш глаз способен улавливать даже малые части энергии. Собственно не только глаз, но и фото-датчики. Для них ставят уселитель на в 1 млн раз усиливающий напряжение и более. В прочим даже 1 см^2 фотодатчика способены запитать калькулятор с мощностью в 5 мВт  и напряжением в 1 В.

Как я уже писала Люминисцентое излучение это колебания электронов. Что-бы энергия не тратилась на тепло. Нужно зафиксировать атомы. Проще всего сделаов это заменив рабойчий газ из спаренных молекул на кристалическую реготку. Там соседние атомы держатся друг за другу и почти не качаются из-за теплового излучения. А вот выходная мощьность устройства растет. Поэтому ртутная лампа потребляла 13-25 Вт. А светодиод всего 1-4 Вт при одинаковой силе света(светимости).

Очепятка
#47382 2022-04-21 16:59 GMT

П.С. все вещества светятся как толкьо получают энергию равную инергии ионизации измеряется в 150-5000 мили джоуль на моль вещества. Считается что тежи радиоэлементы микросхемы, резистеры тратят энергию на тепло и только 0,001 уходит как излучение. А вот в сверх ярких светиодиодах там КПД доходит до 95% И большая часть уходит в свет, а не в тепло.

 

marsdmitri
#47383 2022-04-21 17:30 GMT

Спасибо, очень интересно.

Мне сразу захотелось провести  опыта Л. И. Мандельштам и Н. Д. Папaлекси, но для новых веществ.

1. Раскрутить кольцо из нанотрубки и затем кольцо из графена.

Будет ли при их вращении отклоняться миниатюрная, видимая под микроскопом микро магнитная стрелка?

Сделанная из тонкой нити никеля или железа? Так как электронов там мало, то нет.

2. Если взять сетку из высокотепературного сверхпроводника и раскрутить. То будет ли при ее вращении

также отклоняться магнитная стрелка, помещенная внутрь сетки из сверхпроводника?

В сверхпровониках электроны спариваются.А магнитное поле из них вытесняется (эффект Месснера). И оно будет только на поверхности.

Я говорю о том типе сверпроводников, котрые вытесняют магнитное поле из себя.

3. Если мы раскрутим кольцо в котором видим электролюминесценцию, можно ли увидеть при этом уменьшение яркости

свечения источника? Или же электроны светятся независимо от соседей электронов. Они перемещаются по кольцу и все равно светятся.

(Т.к. этот сайт находится в США, размер его около 400 Магабайт, поэтому всегда сначала набивайте текст в редакторе, а потом копируя из него, пытайтесь опубликовать на сайте.У меня часто выходит это сделать со второй или третьей попытки.)

Nimnull
#47394 2022-04-21 22:24 GMT

С кольцом все понятно электроны обладают массой следовательно инерцией. Кольцо раскрутили и тормознули, за счёт инерции возник ток. Который быстро угас за счёт сопротивления кольца. Вот если бы кольцо было сверхпроводящи возник бы магнитный момент Лондона.

Вот тут возникает вопрос, если кольцо из сверхпроводников керамики раскрутили теплым, несверхпроводящим. Потом облили жидким азотом ( крутящееся) затем термознули. В нем ток сохранится? 

Думаю да.

Nimnull
#47395 2022-04-21 22:25 GMT

Но при всем при этом как это связано с электролюменисценцией?

Nimnull
#47396 2022-04-22 00:17 GMT

Чё то мне стоки всего такого понаписали что не понятно ничего. Вот работа виманы и то понятней объяснена в древних писаниях или работа тарелок с реактором на Московии (115 элемент) в жернале НЛО. 

Вот инерционные свойства электрона, которые проявились в эксперименте с кольцом, они тут для чего. Как это объясняет электролюменисценцию. Ну есть у него масса и что? Почитав всю эту писанину у меня возникли вопросы уже по светодиодам и полупроводниковым лазерам. И я бы хотел что бы мне на них ответили сведущие физики а не непонятно кто. 

Во первых изложение светодиода не когерентно, а п/п лазера когнерентно, почему? Я думаю что в светодиоде отсутствует индуцированное излучение, это когда возбуждённый атом излучаетфотон когда его пнет другой фотон такой же частоты ( своеобразный оптический резонансный усилитель). В светодиоде же этого нет. Рекомбинация электронов и дырок в прямосмещенном переходе не приводит к возбуждению атомов, это уже процесс перехода из возбужденного состояния в невозбужденное с выбросом фотона.электрон прыгает из зоны проводимости в валентную. Наличие же индуцированного излучения является необходимым условием коггерентности. Но ещё оптический резонатор потребуется в виде двух зеркал. В светодиоде же это нет. Электрон с дыркой рекомбинировали и фотон полетел, все. 

Правильно ли я считаю?

marsdmitri
#47397 2022-04-22 09:06 GMT
#47395 Nimnull :

Но при всем при этом как это связано с электролюменисценцией?

Вы проводите  новый опыт. Возникает множество разных идей, связанных с другими экспериментами и физическими опытами, с новыми явлениями. Всё новое (формулы, вещества, явления) находится на стыках, границах разных дисциплин, разных химико-физических эффектов.

Интересуют только непонятные явления. Их никто не знает как объяснить. Поэтому берем, например сонолюминесценцию или высокотемпературную сверхпроводимость, все непонятные физические явления. И смотрим как они влияют на хорошо изученную электролюминесценцию. Что новое мы сможем увидеть? Понятно?

Это же не древний, изученный турбореактивный двигатель https://zen.yandex.ru/id/5abaa2d70422b4f88406848e

О лазере . Чтобы получить энергию лазера 10 ватт нужно для этого затратить энергии более 15 ватт. Там много деталей и узлов. Лазер поглощает много энергии извне, прежде чем узлучать. Преобразует энергию накачки (световуюэлектрическуютепловуюхимическую и др.) в энергию когерентногомонохроматическогополяризованного и узконаправленного потока излучения. Он позволяет просверлить в металле отверстие 0,1 мм. В нем реализуются квантовые явления.

Светодиод намного более простое устройство - полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий некогерентное оптическое излучение одной частоты при пропускании через него электрического тока в прямом направлении. Потребляет мало энергии. А у лазера может быть несколько волн, на которых он излучает. 

Излучение светодиода не когерентно, т.к. в нем не реализованы квантовые процессы и используется мало элементов, которые производят электромагнитное излучение. В лазере протекают огромное количество физических процессов одновременно.

Но если используется в светодиодах квантовое явление, то все меняется. Сравните лазер на сверхпроводниках и светодиод, использующий сверхпроводящий слой. Сверхпроводимость — это квантовое явление. И она позволяет создавать монохроматическое излучение.

https://technews2.pp.ua/superconductor-laser-tu-delft/

https://naked-science.ru/article/sci/light-emitting-diodes

Но этого мало. Для того чтобы превратить светодиод в лазер нужен оптический резонатор.

Этим  отличается полупроводниковый лазер и светодиод.

Посмотрите нобелевскую лекцию Жореса Алферова. https://ufn.ru/ru/articles/2002/9/e/

Там дана схема строения активной зоны современного лазерного диода. Там используется

-квантовая яма из нелегированного высокоомного арсенида галлия

-гетероструктурная сверхрешетка из тончайших (доли нанометра) слоев полупроводников с различной шириной запрещенной зоны,

-слои с более высоким показателем преломления, обеспечивающие удержание света в активной зоне.

Как инженер-механик, постарался ответить на ваши вопросы.

 


отредактировал(а) marsdmitri: 2022-04-22 10:01 GMT
Очепятка
#47399 2022-04-22 12:04 GMT
#47396 Nimnull :

Во первых изложение светодиода не когерентно, а п/п лазера когнерентно, почему? Я думаю что в светодиоде отсутствует индуцированное излучение, это когда возбуждённый атом излучаетфотон когда его пнет другой фотон такой же частоты ( своеобразный оптический резонансный усилитель). В светодиоде же этого нет.

Извольте. Тут это не причем. У вас есть лазерный диод и есть светодиод. В чем их отличие?

 

Отличие только в корпусе. А вернее в линзе которая рассеивает свет, побочным явлением является дисперсия света. 

У нас свет рождается на границе полупроводников. Еще раз электроны бьются о дырке в этом слое. Возникает плоская волна. На картинке выше фронт этой волны показаны красными плоскими стрелками. У лазерного-светодиода Еще 2 стрелки не дорисовали они должны были идти на нас и от нас. А вот в светодиоде, кристал круглый. Вот фронт волны ударяется о стенки отражающего углубления и выстреливаю вверх световым конусом. Так как волна у нас плоская, то получается как кулёк из бамаги. Но что если не будет линзы? Что мы увидим на экране? Это будет кольцо. Но зачем нам кольцо если нам лучше равномерную засветку световым пятном. Вот поэтому ставят рассеивающую линцу из эпоксидки. Но эпоксидка обладает свойством дисперсии. Она не толкьо пространсвенно меняет лучи. Но и изменяет их частоту. Для человека это не кретично, глаз выполняет частотную свертку и не отличит когеретный свет или нет.

 

Когерентность это наличие частот одной частоты. Но возьмите уровнение механического маятника и подставьте туда демфер, у вас 1 палка частоты превратится в гаусиану. В зависимости от параметров в тонкую или толстую. Вот тонкие условно считают когерентными.

 

Поробнее про механизм дисперсии и как он связан с частотой и пространством можно посмотреть в видео и прочитать по ссылке.

 

 

Подробнеййшее обяснение дисперсии

 

http://ens.tpu.ru/POSOBIE_FIS_KUSN/%D0%9A%D0%BE%D0%BB%D0%B5%D0%B1%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%D0%B8%20%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D1%8B.%20%D0%93%D0%B5%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F%20%D0%B8%20%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F%20%D0%BE%D0%BF%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0/10-1.htm

 

 Наличие же индуцированного излучения является необходимым условием коггерентности.

Но ещё оптический резонатор потребуется в виде двух зеркал. В светодиоде же это нет. Электрон с дыркой рекомбинировали и фотон полетел, все. 

Правильно ли я считаю?

Зеркала не требуются, лазерный светодиод работает без них, более того второй выход в установках используется как датчик излучения подставляя туда фотоэлемент. На самом деле я сомниваюсь что зеркала увеливают когерентность. Скорее она существует изначально.


отредактировал(а) Очепятка: 2022-04-22 12:10 GMT
Nimnull
#47421 2022-04-23 19:43 GMT

Что то я вас совсем не понял. В чем отличие коггерентного света от некоггерентного? Если посветить некоггерентным, будут просто тени, а если коггерентным будет мелкозернистая интерференционная картина, такая наблюдается вокруг луча лазерной указки и если посветить лазерным диодом сняв с него линзу. 

Вообще я создал эту тему потому что меня интересует совсем другой вопрос, а именно физическое явление электролюменисценция. И поскольку как то странно получается что электрическое поле невысокой  (максимум 1200гц) частоты заставляет электролюминофор светиться, возникает вопрос: а хватает ли энергии которую несёт это поле возбудить атомы люминофора? Может они откуда нибудь ещё поджирают например из фонового тепла?

Nimnull
#47422 2022-04-23 20:26 GMT

Мне интересно а где вы берете столь странные физические эффекты? Например полупроводник N типа греется сильнее или сопротивление проводников падает с ростом частоты. Где вы это нашли?