Zusammenhang Schleusenspannung - Lichtwellenlänge bei LED Im Unterforum LED Alles über Leuchtdioden - Beschreibung: Probleme mit Leuchtdioden, LED
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Zusammenhang Schleusenspannung - Lichtwellenlänge bei LED Suche nach: led (32534) |
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BID = 979934
Oertgen Schreibmaschine
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Beiträge: 1111 Wohnort: Duisburg
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Da in einer normalen LED (ohne Lechtstoffe) ja ziemlich monochromatisches Licht erzeugt wird und dabei Elektronen Bahnwechsel von einer äüsseren energiereicheren Elektronenschale auf eine weiter innenliegende energieärmere Elektronenschale zurückspringen und dabei einen Lichtquant aussenden: Kann man sagen, dass die Lichtquantenergie mit E=h*f=h*c/Lambda gleichgesetzt werden kann mit E=e*U,der "Hubarbeit" um die Elektronen auf eine aüssere Schale "anzuheben" also h*c/Lambda=e*U
wobei
U= Durchlassspannung der LED
e= Elektronenladung 1,602 E-19 As
h= Planckkonstante 6,626 E-34 Js
c= Lichtgeschw. 3 E8 m/s
Lambda = Lichtwellenlänge in m
ist.? Umgeformt: U=h*c/(e*lambda)
Habe das für rote LEDs (angenommen 650nm) mal ausgerechnet und bin auf 1,91 Volt gekommen, was ja ein realistischer Wert ist. Geht das so einfach oder ist es in Wirklichkeit doch komplizierter?
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BID = 979979
Onra Schreibmaschine
Beiträge: 2485
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Irgendwo habe ich mal die Faustformel gelesen: 1200 geteilt durch Wellenlänge. Bei modernen roten LED passt sie aber leider nicht mehr.
Onra |
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BID = 979981
BlackLight Inventar
Beiträge: 5309
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Zitat : Oertgen hat am 20 Jan 2016 21:09 geschrieben :
| [...] Bahnwechsel von einer äüsseren energiereicheren Elektronenschale auf eine weiter innenliegende energieärmere Elektronenschale [...] |
Bei freien Atomen könnte man die Erklärung durchgehen lassen. Aber im Festkörper bilden sich Bänder aus und es gibt i.a. keine diskreten Elektronenenergien mehr. Die Erklärung läuft aber analog ab, außer dass es halt Intra- und Interbandübergänge möglich sind und andere Elektronen üblicherweise freie Plätze relativ zügig einnehmen. Dann kommt noch hinzu, dass eine LED an einem PN-Übergang Strahlung emittiert, wo die Bänder noch schöner werden...
@Onra, jep die Faustformel kenne ich auch: 1 eV entsprechen rund 1240 nm. Wen die Rechnung und der genaue Zahlenwert interessiert: https://en.wikipedia.org/wiki/Electronvolt#Properties
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BID = 979988
BlackLight Inventar
Beiträge: 5309
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Hier wird der Zusammenhang eigentlich recht anschaulich und genau genug erklärt. Es wird auch etwas auf direkte und indirekte Halbleiter eingegangen, was erklärt warum eine Siliziumdiode eher nicht leuchtet (auch nicht, wenn man 1,8 µm 'sehen' könnte).
Deine Rechnung und die 1240 nm eV tauchen da auch wieder auf. Was ich noch hinzufügen möchte ist, dass ein Elektron, dass 1,9 V Potentialdifferenz durchläuft gerade 1,9 eV an Energie gewinnt.
Um es abzukürzen und deine Frage zu beantworten, ja Energieerhaltung ist so einfach.
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BID = 980199
Oertgen Schreibmaschine
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Beiträge: 1111 Wohnort: Duisburg
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Zitat :
Onra hat am 21 Jan 2016 16:15 geschrieben :
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Irgendwo habe ich mal die Faustformel gelesen: 1200 geteilt durch Wellenlänge. Bei modernen roten LED passt sie aber leider nicht mehr.
Onra
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1240 V*nm ergibt sich ja, wenn man in der Formel die konstanten Faktoren (h,e,c) zusammenfasst.
" Aber im Festkörper bilden sich Bänder aus und es gibt i.a. keine diskreten Elektronenenergien mehr. "
Das ist dann wohl die Ursache dafür, dass das Licht dann nicht ganz monochromatisch ist, sondern eine gewisse Bandbreite hat.
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