एक एलईडी का स्पेक्ट्रम


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जैसा कि मैं समझता हूं कि एक एलईडी एक फोटॉन का उत्सर्जन करता है जब एक उत्तेजित इलेक्ट्रॉन एक कम कक्षा में वापस आता है, और यह हमेशा एक ही ऊर्जा होती है (पढ़ें: तरंग दैर्ध्य)। तो फिर एक लाइन के बजाय एक एलईडी घंटी के आकार का वक्र क्यों होता है (शायद विभिन्न इलेक्ट्रॉन संक्रमणों के लिए कुछ लाइनें)?

जवाबों:


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कई कारण। क्वांटम यांत्रिकी में बहुत अधिक गहराई में जाने के बिना, मुख्य कारण हैं:

  • यदि एलईडी पूर्ण शून्य तापमान पर नहीं है, तो उसके परमाणु कंप रहे हैं। अर्धचालक कई तरंग दैर्ध्य की अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ तरंगों की अनुमति देता है, सभी एक ही समय में थर्मोडायनामिक्स द्वारा वर्णित तरीके से चल रहे हैं। इन्हें किसी भी चीज़ की तरह परिमाणित किया जाता है, और "फ़ोनन" कहा जाता है। फ़ोनों की ऊर्जा और गति इलेक्ट्रॉनों और फोटॉनों की सामान्य हरकतों के साथ बातचीत करते हैं। आपको बाहर निकलने वाली फोटॉन ऊर्जा का प्रसार मिलता है।
  • यहां तक ​​कि अगर एक इलेक्ट्रॉन या फोटॉन के साथ एक फोनन ऊर्जा / गति का आदान-प्रदान नहीं करता है, तो सिर्फ इसलिए कि क्रिस्टल जाली आगे बढ़ रही है आपको उत्सर्जित प्रकाश में डॉपलर शिफ्ट मिलता है।
  • हाइजेनबर्ग का कहना है कि आप ऊर्जा और समय अंतराल दोनों को अंतिम सटीकता के साथ नहीं माप सकते हैं। यह वास्तव में किसी विशिष्ट ऊर्जा के फोटॉनों को मापने, लेकिन उत्पन्न करने के बारे में नहीं है। एक इलेक्ट्रॉन उच्च अवस्था में उत्तेजित होता है, फिर वापस नीचे आता है। एक क्वांटम प्रणाली में पूरी तरह से सटीक ऊर्जा परिवर्तन करने के लिए आपको प्रारंभिक, मध्यवर्ती और अंतिम राज्यों की स्थापना के लिए इसे एक अनंत समय अंतराल की अनुमति देनी चाहिए। इंतजार है कि लंबे समय के लिए एक मंद एलईडी के लिए करना होगा! असली एल ई डी में फोटॉन पीढ़ी की प्रक्रिया पिकोसेकंड या नैनोसेकंड के आदेश पर जल्दी से होती है। उत्सर्जित फोटॉनों में आवश्यक रूप से मूल्यों का प्रसार होगा।
  • जबकि इलेक्ट्रॉनिक्स घटकों में उपयोग किए जाने वाले अर्धचालकों को बहुत शुद्ध किया जाता है, सावधानीपूर्वक नियंत्रित मात्रा में डोपेंट्स को जोड़ा जाता है, वे कभी भी पूरी तरह से शुद्ध नहीं होते हैं। अवांछित अशुद्धियाँ हैं, और डोपेंट परमाणु हम चाहते हैं, बेतरतीब ढंग से वितरित किए जाते हैं। क्रिस्टल जाली सही नहीं है। सटीक ऊर्जा का स्तर जो इलेक्ट्रॉन चुन सकता है, विविध हैं और स्थिति पर निर्भर हैं। एक आदर्श अर्धचालक में अच्छी तरह से अनुमति दी गई ऊर्जा और निषिद्ध ऊर्जा के बैंड हैं। अपूर्ण अर्धचालक में, ये फजी किनारों होते हैं। तो आपको उत्सर्जित प्रकाश के लिए तरंग दैर्ध्य की एक श्रृंखला मिलती है।

मैंने अभी तक इलेक्ट्रॉन और परमाणु स्पिन के प्रभावों का उल्लेख नहीं किया है, या कि अलग-अलग आइसोटोप, अलग-अलग द्रव्यमान वाले हैं, क्रिस्टल जाली की अपूर्णता में जोड़ते हैं। आप कल्पना कर सकते हैं कि क्यों हम भौतिकविदों के पास चमकते हुए पदार्थों से प्रकाश के स्पेक्ट्रा के विवरण का अध्ययन करने का एक अच्छा समय है।


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मैं विपरीत सवाल पूछने जा रहा हूं: रोशनी के लिए आरजीबी एलईडी का उपयोग करते समय एक व्यापक स्पेक्ट्रम कई मामलों में वांछनीय होगा। क्या आप जानते हैं कि क्या कोई तकनीकी कारण है जो यह बताता है कि एल ई डी में एक संकीर्ण स्पेक्ट्रम होना चाहिए? क्या उन्हें मानव नेत्र शंकु प्रतिक्रिया के समान स्पेक्ट्रा के साथ निर्मित किया जा सकता है?
मोर्टन

किसी भी विचार कितना 'डॉपलर' प्रभाव वास्तव में दृश्यमान तरंगदैर्ध्य (जैसे -60 सी से + 240 सी कहेंगे) को स्थानांतरित कर देगा? मैं उस के बारे में सोचा नहीं था - अच्छी बात है।
टिब्लू

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@DarenW, मेरी जानकारी के अनुसार, एक एलईडी और बिंदु 4 द्वारा उत्पन्न फोटोन पर फ़ोनों का बहुत कम प्रभाव होता है, यह प्राथमिक बिंदु है, कि उनके पास जाली है जिसमें ऊर्जा बैंड को एक विचरण दिया जाता है।
Kortuk

एक आरेख एक क्वांटम प्रणाली की ऊर्जा का प्रतिनिधित्व करता है, 'ई', एक निश्चित गति, 'के'। फोटोन शिफ्ट 'ई'; फ़ोनों शिफ्ट 'के'। वास्तविक सामग्री में परिवर्तन और चालकता बैंड के बीच की खाई में ऊर्जा अंतर विभिन्न गति को गति देता है। (@Kortuk;)
tyblu

सच है, इनमें से कुछ प्रभाव दूसरों की तुलना में अधिक प्रभाव डालते हैं।
डैरनव

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मुझे लगता है कि ऑर्बिट फ़ॉलबैक ऊर्जा कड़ाई से स्थिर नहीं है, लेकिन परमाणु के पड़ोस पर निर्भर करता है (थोड़ा सा), उदाहरण के लिए यह वास्तव में ग्रिड में कैसे फिट बैठता है, आस-पास की अशुद्धियों का स्थान, यदि विभिन्न समस्थानिकों के परमाणु शामिल हैं परमाणु का समस्थानिक, आदि।


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और तापमान / थर्मल उतार-चढ़ाव?
एंडोलिथ

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दूसरों ने जो कहा है, इसके अलावा, एलईडी हाउसिंग (स्पष्ट प्लास्टिक बिट्स) को फॉस्फोर के साथ डोप / मिश्रित किया जाता है जो कुछ प्रकाश को अवशोषित करते हैं, फिर अपने आणविक अनुनादों (पढ़ें: उनका रंग) पर ऊर्जा का उत्सर्जन करते हैं। फास्फोरस को सरल अणु या मिश्रण की आवश्यकता नहीं होती है, या तो - वे विभिन्न तीव्रता में कई ऊर्जा का उत्सर्जन करेंगे, जो आने वाली फोटॉन ऊर्जा और तीव्रता, क्रिस्टल अभिविन्यास, मिश्रण एकाग्रता, आदि पर निर्भर करता है।

दूसरों ने जो कहा, उसके अनुरूप, एक एलईडी द्वारा उत्पन्न फोटॉन आपके नेत्रगोलक या डिटेक्टर को प्राप्त करने के लिए काफी कुछ परमाणुओं से गुजरते हैं, ऊर्जा को अनगिनत बार स्थानांतरित करते हैं, जिससे फर्मी वितरण (असतत प्रणाली का क्वांटम ऊर्जा विवरण) काफी अधिक गाऊसी होता है। (वास्तविक माप का स्थूल विवरण)।

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